Первый закон Ньютона | Физика
20 марта 1727 г. в возрасте 84 лет скончался гениальный английский ученый Исаак Ньютон. По указу короля Георга I ученого с большой пышностью похоронили в Лондоне, в усыпальнице королей — Вестминстерском аббатстве. В похоронной процессии приняли участие знатнейшие герцоги, пэры и графы Англии. После похорон Вольтер написал: «Не так давно в одной знатной компании обсуждался избитый и пустой вопрос: кто был величайшим человеком — Цезарь, Александр, Тамерлан или Кромвель? Кто-то сказал, что таким человеком был, без сомнения, Исаак Ньютон. И он был прав, так как мы должны благодарить Ньютона за то, что он овладел нашим разумом не насилием, а силой правды».
«Природа для него,— писал впоследствии Эйнштейн,— была открытой книгой, которую он читал без усилий». За свои научные заслуги Ньютон был возведен в рыцарское достоинство. И он мог с полным правом на своем смертном одре сказать: «Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше».
Ньютон родился в 1642 г.
, в год смерти Галилея. Родился он очень слабым и был так мал, что его можно было искупать в большой пивной кружке. Целую неделю его жизнь висела на волоске. Но судьбе было угодно, чтобы смерть была побеждена и ребенок остался жив.
В школе Ньютон учился поначалу плохо, занимая в списке успеваемости предпоследнее место. Однако после случившейся как-то драки с одноклассником он решил доказать, что может обойти того в списке успеваемости, и, увлекшись учебой, начинает обгонять одного за другим всех остальных учеников класса. Вскоре Исаак становится лучшим учеником школы.
В детстве Ньютон был склонен к мечтательности и задумчивости. Он увлекался стихами, рисовал и много мастерил: им были сконструированы солнечные и водяные часы, ветряная мельница, бумажный змей и др.
Единственным другом в его школьные годы была младшая сестра избитого им одноклассника. Много лет спустя она рассказала, что Исаак был «тихим, рассудительным и разумным мальчиком. Он никогда не играл с мальчиками во дворе и не участвовал в их грубых развлечениях».
Оставаясь среди девочек, «он часто делал маленькие столики, чашечки и другие игрушки для нее и ее подружек, чтобы они могли складывать туда своих куколок и дешевые украшения».
В 1661 г. Ньютон поступает в Тринити-колледж Кембриджского университета. Через четыре года он становится бакалавром искусств.
В 1665 г. в Англии распространилась эпидемия чумы, спасаясь от которой жители городов начали уезжать в малонаселенные деревни. Ньютон также покидает Кембридж и возвращается в родную деревню. Два года, проведенные там, вдали от городской суеты, оказались для него очень плодотворными. В это время он сделал свои самые главные открытия: разработал новые методы в математике, создал теорию цветов, открыл закон всемирного тяготения и др. Однако полученные им тогда результаты были опубликованы лишь много лет спустя.
Итогом его многолетних исследований явился фундаментальный труд под названием «Математические начала натуральной философии». В предисловии к этой книге, вышедшей в 1687 г.
, Ньютон написал: «Сочинение это нами предлагается как математические основы физики. Вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления».
Книга Ньютона начиналась с определений основных понятий механики: массы, силы и т. д. После них шли «аксиомы или законы движения», на основе которых доказывались многочисленные следствия и теоремы.
Сформулированные Ньютоном аксиомы теперь называют законами Ньютона.
Первый закон Ньютона гласит:
Любое тело, до тех пор пока оно остается изолированным, сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Под изолированным телом в этом законе имеется в виду частица (материальная точка), находящаяся бесконечно далеко от всех остальных тел Вселенной.
Первый закон Ньютона выполняется не во всех системах отсчета. Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными.
Если координатные оси провести через центр Солнца и при этом направить их на какие-либо одиночные удаленные звезды, то по отношению к такой системе отсчета скорость любого изолированного тела будет оставаться практически неизменной. Это означает, что систему отсчета, связанную с Солнцем и удаленными звездами, с достаточной точностью можно считать инерциальной. Система отсчета, связанная с Землей, строго говоря, не является инерциальной, так как относительно нее удаленные небесные тела (которые можно считать практически изолированными), вместо того чтобы двигаться по прямым линиям, совершают на небе суточные вращения. Неинерциальность земной системы отсчета обусловлена вращением Земли вокруг своей оси и Солнца. Эти вращения, однако, происходят сравнительно медленно, и потому во многих случаях систему отсчета, связанную с Землей, можно считать приблизительно инерциальной.
Мы за тело отсчета будем принимать Землю. Законы Ньютона в этом случае будут выполняться лишь приблизительно, но для решения многих задач этой (не слишком высокой) точности будет достаточно.
Строго говоря, изолированных тел в природе не существует. Поэтому первый закон Ньютона описывает не реальную, а воображаемую ситуацию. В нем говорится о том, как двигалось бы тело, если бы все окружающие его тела вдруг оказались бесконечно далеко от него. До Ньютона существовали разные мнения: одни считали, что тело в этом случае перестало бы двигаться (так как исчезли тела, заставляющие его перемещаться), другие (вслед за Галилеем) придерживались иной точки зрения. Они считали, что лишь покоящееся вначале тело так и осталось бы в покое, но движущееся тело при этом продолжало бы двигаться по инерции с прежней скоростью.
Ньютон придерживался взглядов Галилея, что и отразил в своем первом законе.
Тел, находящихся на бесконечно большом расстоянии от всех остальных тел Вселенной, не существует. Но могут быть ситуации, когда это расстояние оказывается столь велико, что рассматриваемое тело с достаточной степенью точности можно считать изолированным. Так, например, космическая станция, находящаяся в пустом межзвездном пространстве, оказывается столь далеко от всех небесных тел, что ее движение можно описывать с помощью первого закона Ньютона.
После выключения двигателей такая станция не останавливается, а продолжает двигаться (относительно Солнца и удаленных звезд) по прямой линии с неизменной скоростью. Именно так движутся сейчас автоматические межпланетные станции, покинувшие Солнечную систему.
1. Чем отличается динамика от кинематики? 2. В чем заключается первый закон Ньютона? 3. Относительно какого тела рассматривается движение в первом законе Ньютона? 4. Какие тела называют изолированными? Существуют ли они в природе? 5. Что вы можете сказать об ускорении изолированного тела? 6. Чем отличаются взгляды Галилея и Ньютона на движение изолированных тел от представлений их предшественников? 7. Что такое система отсчета? 8. Какие системы отсчета называют инерциальными?
Закон инерции – формула
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 295.
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 295.
Движение и взаимодействие тел подчиняется ряду законов. Одним из таких законов является Первый закон Ньютона, или закон инерции.
Рассмотрим этот закон подробнее.
Движение по инерции
Со времен античности считалось, что тела двигаются исключительно под действием других тел. Первым, кто открыто усомнился в этом, стал Г. Галилей.
Рис. 1. Галилей.В своих трактатах он привел пример, что если разогнанное тело будет двигаться по подъему, то его скорость будет падать, если по спуску – возрастать. Логично предположить, что по ровной поверхности тело не будет менять скорость, и в реальном мире скорость тела уменьшается только потому, что имеется сопротивление движению в виде силы трения.
Проведя множество опытов, Г. Галилей пришел к выводу, что в отсутствии сил, действующих на тело, оно будет продолжать свое движение. Данное явление называется инерцией, и присуще всем материальным объектам. Движение, при котором на тело нет воздействия со стороны других тел, называется движением по инерции.
Первый закон И. Ньютона
Идеи Г. Галилея были развиты И.Ньютоном, и оформились в виде Первого Закона Движения, в настоящее время носящее его имя.
Первый Закон Ньютона гласит, что любое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока равнодействующая всех сил, действующих на него, равна нулю.
В математическом виде формула закона инерции описывается выражением:
$$\overrightarrow v=const, при \overrightarrow F_{равнод}=0$$
Отметим векторный характер этого закона. Тело сохраняет скорость постоянной и по модулю и по направлению. То есть, наличие силы и тела, со стороны которого бы эта сила воздействовала, требуется не только для изменения модуля скорости, но и для изменения направления движения, хотя модуль скорости при этом может не меняться. Любое криволинейное движение возможно только при воздействии на материальную точку со стороны других тел.
Например, равномерное движение материальной точки по окружности невозможно без воздействия на нее других материальных точек. Точки вращающегося диска движутся по окружности только потому, что на них постоянно действуют силы со стороны оси вращения и точек на противоположном конце диска.
Использование закона инерции
Свойство тел двигаться по инерции широко используется в технике и быту. Простейший пример – забивание гвоздей. Молоток после касания шляпки гвоздя продолжает двигаться в прежнем направлении, загоняя гвоздь в дерево, пока сила сопротивления не остановит его. Другой пример – игрушки с маховичным приводом. После раскручивания маховика он довольно долго вращается по инерции, двигая в это время игрушку.
Маховик является обязательной частью двигателей внутреннего сгорания с одним цилиндром, он позволяет плавно проходить так называемые «мертвые» точки. В мертвых точках энергия топлива не может быть передана на коленчатый вал. И только наличие маховика позволяет проходить мертвые точки без остановок.
Что мы узнали?
Согласно Первому закону Ньютона, любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если равнодействующая сил, действующих на него, равна нулю.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Анастасия Хахулина
4/5
Оценка доклада
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 295.
А какая ваша оценка?
Понимание первого закона Ньютона — физика для старших классов
Все ресурсы по физике для старших классов
6 диагностических тестов 233 практических теста Вопрос дня Карточки Learn by Concept
Справка по физике для старших классов » Движение и механика » Законы Ньютона » Понимание первого закона Ньютона
Что из перечисленного НЕ является примером инерции?
Возможные ответы:
Спутник, вращающийся в космосе, будет продолжать вращаться примерно с той же скоростью
Ребенок, катающийся на карусели, отпускает ее и сбрасывается с карусели
Строитель толкает металлический ящик и замечает, что он тяжелее заставить коробку двигаться, а не толкать ее с постоянной скоростью
Сила, с которой молоток действует на гвоздь, равна силе, с которой гвоздь действует на молоток
Пассажира бросает вперед, когда его автомобиль сталкивается с стена
Правильный ответ:
Пояснение:
Первый закон Ньютона гласит, что движущийся объект будет двигаться в том же направлении, если на него не воздействует внешняя сила; объект в состоянии покоя останется в покое, если на него не воздействует внешняя сила.
В примере, когда автомобиль врезается в стену, пассажир продолжает движение с той же скоростью, с которой двигался автомобиль непосредственно перед ударом. Он не останавливает свое движение вперед, пока внешняя сила (его ремень безопасности) не остановит его.
В примере со спутником скорость вращения спутника может изменяться только в случае вмешательства внешней силы. Поскольку нет никаких сил, влияющих на вращение спутника, оно будет продолжать вращаться в соответствии с первым законом Ньютона.
В примере со строителем коробка находилась в состоянии покоя и, следовательно, сопротивлялась любому изменению состояния покоя. Начав движение, оно продолжит движение в том же направлении. Этот принцип является той же причиной, по которой статические коэффициенты трения обычно больше, чем кинетические коэффициенты трения.
В примере с ребенком, катающимся на карусели, следует вспомнить важную часть первого закона Ньютона: объекты продолжают двигаться в одном и том же направлении.
Пример с молотком и гвоздем иллюстрирует третий закон Ньютона, но не имеет отношения к принципу инерции.
Сообщить об ошибке
Толкая очень тяжелую коробку, Дерек замечает, что ему было гораздо труднее заставить коробку двигаться, чем заставить коробку продолжать двигаться после того, как она начала двигаться. Это пример какого принципа механики?
Возможные ответы:
Второй закон Ньютона
Закон всемирного тяготения
Закон силы трения
Третий закон Ньютона
Первый закон Ньютона
Правильный ответ:
Первый закон Ньютона
Пояснение:
Это пример первого закона Ньютона: объект, находящийся в состоянии покоя, останется в покое, а объект, находящийся в движении, будет продолжать двигаться в том же направлении, если на него не воздействует внешняя сила.
Инерция — это способ, которым природа пытается избежать изменений. Это объясняет, почему коробку трудно сдвинуть, пока она неподвижна; требуется изменение, чтобы заставить его перейти от покоя к движению. Легче продолжать движение, когда оно движется, потому что требуется гораздо меньше изменений, чтобы поддерживать его движение в том же направлении.
Математически этот принцип диктует, что коэффициент статического трения всегда будет больше, чем коэффициент кинетического трения.
Сообщить об ошибке
Вы стоите в движущемся автобусе лицом вперед и внезапно падаете вперед, когда автобус останавливается. Какая сила заставила вас упасть вперед?
Возможные ответы:
Сила от трения между вами и полом автобуса
Нормальная сила от вашего контакта с полом автобуса
Гравитация
Нет силы, которая учится вашему падению
Правильный ответ:
Нет силы, которая учится вашему падению
Пояснение:
Пока автобус движется вперед, вы двигаетесь вперед с автобусом с той же скоростью.
Когда автобус останавливается, ваше тело продолжает двигаться вперед с первоначальной скоростью, с которой вы ехали. Поскольку вы не привязаны к автобусу, вы не будете останавливаться с той же скоростью, что и автобус, и будете падать вперед, пока ваше тело продолжает двигаться.
Вот почему ремни безопасности так важны, поскольку они фиксируют вас в автомобиле, чтобы вы подвергались воздействию тех же сил, которые действуют на автомобиль.
Сообщить об ошибке
Грузовик движется горизонтально влево. На кузове грузовика ящик. Когда грузовик начинает замедляться, ящик на платформе грузовика (без трения) начинает скользить. В каком направлении может действовать результирующая сила на ящике?
Возможные ответы:
Прямо вверх (нормальная сила)
Горизонтально и вправо.
Прямо вниз (из-за силы тяжести)
Нет направления.
Чистая сила равна нулю.
Горизонтально и влево.
Правильный ответ:
Нет направления. Чистая сила равна нулю.
Пояснение:
Пока грузовик движется вперед, тележка движется вперед с грузовиком с той же скоростью.
Когда грузовики останавливаются, ящик продолжает двигаться вперед с первоначальной скоростью, с которой он двигался, поскольку отсутствует трение, мешающее движению ящика. Поскольку ящик не прикреплен к грузовику, он не будет останавливаться с той же скоростью, что и грузовик, и будет скользить к кабине грузовика, когда грузовик замедляется.
Вот почему швартовки так важны, поскольку они удерживают объекты прикрепленными к грузовику, чтобы они подвергались воздействию тех же сил, которые действуют на грузовик.
Сообщить об ошибке
Концептуальный
Что из перечисленного НЕ является примером инерции?
Возможные ответы:
Пассажира отбрасывает вперед при столкновении его автомобиля со стеной
Ребенок, катающийся на карусели, отпускает ее и сбивается с пути
Строитель толкает металл ящик и замечает, что заставить ящик двигаться труднее, чем толкать его с постоянной скоростью
Спутник, вращающийся в космосе, будет продолжать вращаться примерно с той же скоростью
Сила, с которой молоток действует на гвоздь, равна силе, с которой гвоздь действует на молоток
Правильный ответ:
Сила сила, с которой молоток действует на гвоздь, равна силе, с которой гвоздь действует на молоток
Пояснение:
Первый закон Ньютона гласит, что движущийся объект будет двигаться в том же направлении, если на него не воздействует внешняя сила; объект в состоянии покоя останется в покое, если на него не воздействует внешняя сила.
В примере, когда автомобиль врезается в стену, пассажир продолжает движение с той же скоростью, с которой двигался автомобиль непосредственно перед ударом. Он не останавливает свое движение вперед, пока внешняя сила (его ремень безопасности) не остановит его.
В примере со спутником скорость вращения спутника может измениться только в случае вмешательства внешней силы. Поскольку нет никаких сил, влияющих на вращение спутника, оно будет продолжать вращаться в соответствии с первым законом Ньютона.
В примере со строителем коробка находилась в состоянии покоя и, следовательно, сопротивлялась любому изменению состояния покоя. Начав движение, оно продолжит движение в том же направлении. Этот принцип является той же причиной, по которой статические коэффициенты трения обычно больше, чем кинетические коэффициенты трения.
В примере с ребенком, катающимся на карусели, следует вспомнить важную часть первого закона Ньютона: объекты продолжают двигаться в одном и том же направлении.
Вращательное движение ребенка приведет к постоянно меняющейся скорости в направлении, касательном к краю аттракциона. Как только ребенок отпустит его, он будет двигаться по прямой линии прямо с аттракциона.
Пример с молотком и гвоздем иллюстрирует третий закон Ньютона, но не имеет отношения к принципу инерции.
Сообщить об ошибке
Толкая очень тяжелую коробку, Дерек замечает, что ему было гораздо труднее заставить коробку двигаться, чем заставить коробку продолжать движение после того, как она начала двигаться. Это пример какого принципа механики?
Возможные ответы:
Закон силы трения
Второй закон Ньютона
Третий закон Ньютона
Первый закон Ньютона
Закон всемирного тяготения
Правильный ответ:
Первый закон Ньютона
4 Первый закон Ньютона
Пояснение:
Это пример первого закона Ньютона: объект, находящийся в состоянии покоя, останется в покое, а объект, находящийся в движении, будет продолжать двигаться в том же направлении, если на него не воздействует внешняя сила.
Инерция — это способ, которым природа пытается избежать изменений. Это объясняет, почему коробку трудно сдвинуть, пока она неподвижна; требуется изменение, чтобы заставить его перейти от покоя к движению. Легче продолжать движение, когда оно движется, потому что требуется гораздо меньше изменений, чтобы поддерживать его движение в том же направлении.
Математически этот принцип диктует, что коэффициент статического трения всегда будет больше, чем коэффициент кинетического трения.
Отчет о ошибке
В отсутствие внешней силы, движущийся объект будет
Возможные ответы:
Идите быстрее и быстрее
и в конечном итоге приходите на остановку
Стоп. Двигаться с постоянной скоростью
Правильный ответ:
Двигаться с постоянной скоростью
Пояснение:
Согласно Первому закону Ньютона движущийся объект будет оставаться в движении, пока на него не действует внешняя сила.
Это можно наблюдать в реальном мире, поскольку шарики будут продолжать катиться до тех пор, пока они не будут замедлены трением или остановлены стеной, человеком или какой-либо другой внешней силой.
Сообщить об ошибке
Уведомление об авторских правах
Все ресурсы по физике для старших классов
6 Диагностические тесты 233 практических теста Вопрос дня Карточки Learn by Concept
2.4 Первый закон Ньютона, часть 2: инерция
К. Лиам Браун Глава 2: Законы Ньютона
Критические вопросы:
- Как двигаются предметы, паря в космосе?
- Что такое инерция?
- Почему нельзя двигать парусник, направив веер на парус?
Давайте отправимся в мир воображаемых физических проблем (см.
предыдущий пост), чтобы понять основы законов Ньютона, прежде чем углубляться в кроличью нору.
При обсуждении Первого закона Ньютона мы будем использовать особый IPPL, в котором мы игнорируем не только трение, но и все другие силы, которые могут мешать. Итак, представьте, что вы парите в космосе в скафандре с тем твердым предметом, который был у вас в начале предыдущего раздела.
Космический хлеб.Пространство полезно нам здесь по нескольким причинам:
- В нем нет воздуха, поэтому нам не нужно беспокоиться о сопротивлении воздуха.
- У него нет гравитации, потому что, если вы находитесь достаточно далеко от планет или звезд, вы не чувствуете никакого гравитационного притяжения.
- У него нет плоских поверхностей, таких как столы, поэтому нам не нужно беспокоиться о трении.[1. На самом деле, все три из них не совсем верны, и да, часто говорят об этом, когда говорят о физике (потому что смысл физики в том, чтобы постоянно обновлять и исправлять предыдущие идеи).
Как мы обсудим позже, хотя сила гравитации становится тем слабее, чем дальше вы находитесь от объекта, она по-прежнему действует на бесконечных расстояниях, так что во Вселенной нет места, которое вообще не испытывает гравитации, если только все повсюду не действует точно так же. нужное количество гравитационного притяжения, чтобы компенсировать все остальное. Кроме того, такие вещи, как межзвездный газ и пыль, могут вызывать трение, а в абсолютном вакууме частицы появляются и исчезают из-за квантовых флуктуаций. Но даже в реальной жизни эти эффекты минимальны и часто ими можно пренебречь.]
Как мы обсудим позже, хотя сила гравитации становится тем слабее, чем дальше вы находитесь от объекта, она по-прежнему действует на бесконечных расстояниях, так что во Вселенной нет места, которое вообще не испытывает гравитации, если только все повсюду не действует точно так же. нужное количество гравитационного притяжения, чтобы компенсировать все остальное. Кроме того, такие вещи, как межзвездный газ и пыль, могут вызывать трение, а в абсолютном вакууме частицы появляются и исчезают из-за квантовых флуктуаций. Но даже в реальной жизни эти эффекты минимальны и часто ими можно пренебречь.]Теперь возьмите свой объект в руку (или космическую перчатку), начните толкать его, пока он не начнет двигаться с некоторой наблюдаемой скоростью, а затем отпустите. Что будет дальше?
На мой взгляд, эта сцена всегда разыгрывается как голливудский фильм. Объект безмятежно проплывает мимо камеры; он может мягко вращаться во время движения, и на заднем плане может играть классическая музыка, чтобы подчеркнуть спокойствие сцены, но в остальном его движение постоянно.
Точнее, он движется с постоянной скоростью в постоянном направлении — он вообще не ускоряется… если только он не наткнется на что-нибудь, например, на корпус космического корабля, или не подойдет слишком близко к планете и не рухнет на ее поверхность. Но если на его пути ничего не будет, объект будет продолжать двигаться с постоянной скоростью навсегда .
Хорошо, я сделал небольшой скачок, сказав «навсегда». Возможно, вы не думали о вечности. Возможно, вы думали, что объект все равно в итоге замедлится, даже если ни во что не врежется. Но правда в том, что если бы на его пути ничего не стояло, эта штука продолжала бы двигаться с этой постоянной скоростью вечно.
Чтобы исследовать вторую половину первого закона Ньютона, нам нужно провести еще один быстрый эксперимент. Вернитесь в космос и держите объект, только на этот раз просто отпустите его, не толкая. Это на самом деле произошло в фильме Стэнли Кубрика «9».0322 2001: Космическая одиссея , между прочим, когда ручка была оставлена в воздухе внутри космического корабля, и позже подошел сопровождающий, чтобы выхватить ее из воздуха.
[2. Это было еще до того, как компьютерная графика смогла создать цельного персонажа с вытаращенными глазами и каким-то ямайским акцентом. Эффект в данном случае был достигнут путем прикрепления ручки к куску стекла, которое держали перед камерой и медленно вращали вокруг.] Хотя эта сцена происходит из мира научной фантастики, она также оказывается точной. : если что-то не движется, оно будет оставаться неподвижным, пока что-то другое не заставит его двигаться.
Итак, мы наконец подошли к первому закону Ньютона. Он состоит из двух частей: в первой части говорится, что если объект не движется, он останется неподвижным, если внешняя сила не заставит его двигаться; вторая часть говорит о том, что если объект движется, то он будет продолжать двигаться с той же скоростью и в том же направлении, пока на него не подействует внешняя сила.
Если к этому моменту вы не чувствуете ошеломляющего трепета, который могли вызвать эти заявления, когда они были впервые опубликованы, вы можете быть прощены.
Но, описывая это поведение, Ньютон указал на важный фундаментальный факт о движении материи, и только понимание первого закона сделало возможным второй.
Это свойство материи — склонность продолжать делать то, что она делает — называется «инерцией». У некоторых людей возникают проблемы с этим термином, потому что они склонны думать о нем как о количестве: они могут подумать, что что-то, что движется быстро, может иметь большую инерцию, чем медленно движущийся объект (количество, о котором они думают здесь, равно импульс). На самом деле инерция вовсе не величина, а свойство всей материи. Все[3. Все, что сделано из материи, т. Вещи, которые не состоят из материи (например, свет), подчиняются другим правилам, о которых мы вскоре поговорим.] «имеет» инерцию, что просто означает, что она состоит из материи, и ее движение не изменится, если на него не будет воздействовать сила. изменить.
Итак, если мы вернемся к нашему повседневному пониманию движения, которое гласит, что движущиеся объекты имеют тенденцию замедляться, мы теперь сможем точно понять, почему мы ошибались.
Сдвиньте что-нибудь по столу без трения в комнате без сопротивления воздуха, и это будет продолжаться вечно (при условии, что у вас есть бесконечно длинный стол в бесконечно длинной комнате). Добавьте трение, и оно будет замедляться до тех пор, пока не остановится.
И последнее, на что я хотел бы обратить внимание в связи с Первым законом Ньютона, — это использование мною слова «внешний» для описания типов сил, которые могут изменить движение объекта. Внешняя сила — это просто сила, которая исходит извне того, что движется.
Проще всего объяснить это на примере вентилятора на паруснике. Если Хитрый Э. Койот поставил колеса на парусник, чтобы поймать бегуна, но затем обнаружил, что не может двигаться из-за отсутствия ветра, он мог бы встать на палубу и направить электрический вентилятор на парус, чтобы заполнить его и получить себя катиться.
Это может выглядеть правдоподобно в мире, где мультяшные животные какое-то время стоят неподвижно в воздухе, прежде чем осознают, что вот-вот упадут, что дает им время поднять табличку с надписью «О-о».
В реальной жизни, однако, сила, обеспечиваемая вентилятором, равна 9.0322 внутренняя сила, потому что, если бы лодка двигалась, она увлекла бы за собой вентилятор.
( Редактировать: Разрушители мифов опровергли это, а это означает, что законы Ньютона и фактически вся современная наука неверны! Нет, шучу, но это не совсем внутренняя сила. Подробнее читайте и смотрите видео здесь.)
Попробуйте сами: встаньте прямо сейчас и оттолкнитесь одной рукой от спины. Вы упали вперед? Если да, то вы можете быть пьяны и не в том состоянии, чтобы читать веб-сайты о физике. Чтобы двигать парусную лодку, этому негодяю-койоту понадобится источник ветра, который остается снаружи лодки, — другими словами, внешняя сила.
Я думаю, мы все знаем, каково это осознавать, что ты стоишь ни на чем, над невероятно высокой скалой в пустыне Аризоны. Это должно иметь некоторый интуитивный смысл. Ведь внутри любого движущегося объекта действуют всевозможные силы. Бросьте мяч по воздуху, и межмолекулярные электромагнитные силы, удерживающие все эти частицы вместе, уж точно не повлияют на ваш бросок.