Движение и взаимодействие тел подчиняется ряду законов. Одним из таких законов является Первый закон Ньютона, или закон инерции. Рассмотрим этот закон подробнее.
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. Если диск распадется на части, и эти силы исчезнут, то осколки разлетятся в разные стороны, доказывая справедливость Первого закона Ньютона.
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. Этот закон также называется законом инерции.
