Закони руху Ісаака Ньютона стали основою класичної фізики. Ці закони, вперше опубліковані Ньютоном у 1687 р., Досі точно описують світ таким, яким ми його знаємо сьогодні. Його Перший закон руху стверджує, що об'єкт, що рухається, має тенденцію залишатися в русі, якщо на нього не діє інша сила. Цей закон іноді плутають з принципами другого закону руху, який визначає взаємозв'язок сили, маси та прискорення. Однак у цих двох законах Ньютон обговорює окремі принципи, які, хоча і часто переплітаються, проте описують два різні аспекти механіки.
Збалансований проти Незбалансовані сили
Перший закон Ньютона стосується збалансованих сил або тих, що перебувають у стані рівноваги. Коли дві сили врівноважені, вони відміняють одна одну і не мають чистого впливу на об'єкт. Наприклад, якщо ви і ваш друг обидва натягуєте протилежні кінці мотузки, застосовуючи однакову силу, центр мотузки не рухатиметься. Ваші рівні, але протилежні сили скасовують одна одну. Однак другий закон Ньютона описує об’єкти, на які впливають незбалансовані сили, або сили, які не скасовуються. Коли це відбувається, відбувається чистий рух у напрямку потужнішої сили.
Інерція проти Прискорення
Згідно з першим законом Ньютона, коли всі сили, що діють на об’єкт, збалансовані, цей об’єкт назавжди залишиться в тому стані, в якому він знаходиться. Якщо він рухається, він залишатиметься з тією ж швидкістю і в тому ж напрямку. Якщо воно не рухається, воно ніколи не рухається. Це відомо як Закон інерції. Згідно з другим законом Ньютона, якщо статус-кво зміниться так, що сили, що діють на об'єкт, стають неврівноваженими, об'єкт буде прискорюватися на швидкість, описана рівнянням F = ma, де "F" дорівнює чистій силі, що діє на об'єкт, "m" дорівнює його масі, а "a" дорівнює отриманій прискорення.
Безумовний vs. Умовна держава
Інерція та прискорення описують різні властивості об’єкта. Інерція - безумовна властивість, якою має кожен об’єкт у будь-який час, незалежно від того, що з ним відбувається. Однак об’єкт не завжди прискорюється. Це відбувається лише за певного набору умов; отже, ви можете описати прискорення як умовний стан. Швидкість прискорення також умовна, оскільки вона залежить від маси об'єкта та величини чистої сили. Наприклад, сила 1 ньютона, що діє на кульку масою 1 г, не призведе до того, що кулька прискориться настільки, як сила 2 ньютона.
Приклад
Інерція описує, чому люди в транспортному засобі, що рухається, повинні бути стримані. Якщо машина раптово зупиниться, люди всередині продовжуватимуть рухатися вперед, якщо ремінь безпеки не застосує протилежну силу. Прискорення описує, чому автомобіль раптово зупинився. Оскільки уповільнення є негативним прискоренням, воно регулюється другим законом. Коли сила, що протистоїть руху автомобіля вперед, стала більшою, ніж сила, що приводить його в рух, машина уповільнювалась до зупинки.