Jaký je rozdíl mezi Newtonovým prvním pohybovým zákonem a Newtonovým druhým pohybovým zákonem?

Zákony pohybu Isaaca Newtona se staly páteří klasické fyziky. Tyto zákony, poprvé publikované Newtonem v roce 1687, stále přesně popisují svět, jak ho známe dnes. Jeho první zákon pohybu uvádí, že předmět v pohybu má tendenci zůstat v pohybu, pokud na něj nepůsobí jiná síla. Tento zákon je někdy zaměňován s principy v jeho druhém zákonu pohybu, který stanoví vztah mezi silou, hmotou a zrychlením. V těchto dvou zákonech však Newton pojednává o samostatných principech, které, i když jsou často vzájemně propojeny, přesto popisují dva různé aspekty mechaniky.

Newtonův první zákon se zabývá vyváženými silami nebo těmi, které jsou ve stavu rovnováhy. Když jsou dvě síly vyvážené, navzájem se ruší a nemají žádný čistý účinek na objekt. Pokud například vy a váš přítel táhnete stejnou silou na protilehlé konce lana, střed lana se nepohybuje. Vaše stejné, ale opačné síly se navzájem ruší. Newtonův druhý zákon však popisuje objekty ovlivněné nevyváženými silami nebo silami, které se nezruší. Když k tomu dojde, dojde k pohybu sítě ve směru silnější síly.

Podle Newtonova prvního zákona, když jsou všechny síly působící na objekt vyvážené, zůstane tento objekt ve stavu, ve kterém je navždy. Pokud se pohybuje, zůstane se pohybovat stejnou rychlostí a ve stejném směru. Pokud se nepohybuje, nikdy se nepohybuje. Toto je známé jako zákon setrvačnosti. Podle druhého Newtonova zákona, pokud se současný stav změní tak, že síly působící na objekt budou nevyvážené, bude objekt zrychlovat při rychlost popsaná rovnicí F = ma, kde „F“ se rovná čisté síle působící na objekt, „m“ se rovná jeho hmotnosti a „a“ se rovná výslednému akcelerace.

Setrvačnost a zrychlení popisují různé vlastnosti objektu. Setrvačnost je bezpodmínečná vlastnost, kterou má každý objekt za všech okolností, bez ohledu na to, co se s ní stane. Objekt však ne vždy zrychlí. K tomu dochází pouze za konkrétních podmínek; proto můžete popsat zrychlení jako podmíněný stav. Rychlost zrychlení je rovněž podmíněná, protože závisí na hmotnosti objektu a velikosti čisté síly. Například 1-newtonová síla působící na míč o hmotnosti 1 g nezpůsobí, že se míč zrychlí stejně jako 2-newtonová síla.

Setrvačnost popisuje, proč musí být lidé v jedoucím vozidle připoutáni. Pokud by se mělo vozidlo náhle zastavit, lidé uvnitř budou pokračovat v pohybu vpřed, pokud bezpečnostní pás nevyvinete nepřátelskou silou. Zrychlení popisuje, proč se auto náhle zastavilo. Protože zpomalení je záporné zrychlení, řídí se druhým zákonem. Když síla působící proti pohybu vozidla vpřed byla větší než síla pohánějící jeho pohyb, vůz zpomalil, dokud se nezastavil.