Первый закон Ньютона и понятие инерции

Великий английский ученый, сумевший сформулировать основополагающие законы классической физики, считал своими главными достижениями исследования Библии. Именно в Святом писании он черпал информацию о закономерностях, регулирующих все процессы, происходящие во Вселенной.

Первый закон Ньютона. Принцип Галилея

Законы динамики Ньютона предполагают существование идеально замкнутой системы, на которую не действуют внешние силы. Такое допущение необходимо для теоретических построений, хотя в реальной жизни представить себе полностью автономную часть пространства трудно. Первый закон Ньютона основан на результатах опытов Галилео Галилея, сделавшего вывод о том, что лишь приложив усилие можно добиться изменения скорости движущегося тела. Ранее существовало прямо противоположное мнение, согласно которому для равномерного движения требовалось прилагать постоянную силу. Это заблуждение объяснялось просто: не учитывалось трение, присутствующее в любой механической системе. Принцип Галилея практически устанавливал тождество между состояниями покоя и равномерного движения.

Инерция и определение силы

Первый закон Ньютона утверждает, что для изменения скорости движения необходимо приложение силы. Это касается увеличения скорости, уменьшения ее или остановки движущегося объекта. Любая механическая система, обладающая массой, является инерционной, то есть препятствующей изменениям. Латинское слово "inertia" хорошо подходит для того, чтобы назвать это свойство материи, оно означает косность и бездеятельность. Итак, для того чтобы тело находилось в состоянии покоя или двигалось равномерно, не нужно делать ничего. Напротив, заставить изменить скорость может лишь сила, определение сущности которой дает первый закон Ньютона. Формулировка, принятая в качестве основной всеми физиками мира гласит: «Сила есть причина ускорения».

Применение первого закона Ньютона

Без применения первого закона Ньютона было бы невозможно рассчитать движение искусственных спутников Земли и межпланетных кораблей и решить многочисленные технические задачи, связанные с проявлениями силы инерции. К примеру, определение степени безопасности транспортного средства производится исходя из данных о его массе и скорости в момент его внезапной остановки, вызванной ударом о препятствие. Инерция движущихся масс воды толкает лопасти турбин гидроэлектростанций. Движение ракет, самолетов, автомобилей, поездов подчиняется первому закону Ньютона, имеющему другое название - закон инерции.

Философская трактовка первого закона Ньютона

Как и многие другие научные открытия, первый закон Ньютона получил ряд абстрагированных от строгих научных формул трактовок. Одна из них рассматривает трудоспособность человека как инерционную систему. Работник, увлеченный своим делом, может заниматься им бесконечно долго, если никто ему не мешает. Напротив, начав отдыхать, тяжело оторваться от этого приятного занятия. Чем дольше время отпуска, тем труднее после него входить в рабочий ритм. Чтобы восстановить работоспособность, требуется своеобразное ускорение, то есть приложение усилия. Так работает первый закон Ньютона в приложении к преодолению лени.