Першы закон Ньютана

Першы закон Ньютана (закон інерцыі) вызначае характар руху свабоднага цела. Гэты закон быў адкрыты Галілеем, але называецца імем Ньютана, таму што ён уключыў яго ў сваю сістэму законаў руху.

Закон інерцыі сцвярджае, што ўласцівасцю кожнага цела ёсць захаванне хуткасці свайго руху, а змена хуткасці (паскарэнне або замаруджанне) магчымая толькі вынікам знешняга ўздзеяння.

Антычныя ўяўленні аб інерцыі

Свабодная целы ў рэальным жыцці не сустракаюцца, бо на любое цела ў наваколькым свеце дзейнічаюць тыя ці іншыя сілы. Гэта прыводзіла антычных навукоўцаў да памылковай высновы аб тым, што цела не можа рухацца без знешняга ўздзеяння. Арыстоцель у сваім трактаце «Фізіка» разважае:

Ніхто не можа сказаць, чаму цела, што рухаецца, спыніцца дзе-небудь, бо чаму яно спыніцца тут, а не там? Значыць, яно павінна або не рухацца, або рухацца бясконца, калі яму толькі не перашкодзіць нешта мацнейшае. Далей, падаецца, што цела рухаецца ў пустэчу, бо тая саступае, але ў пустэчы гэта ёсць па ўсіх напрамках, таму яно павінна рухацца ўва ўсе бакі.

Арыстоцель, такім чынам, адмаўляе інерцыю, зыходзячы з памылковай думкі аб тым, што цела праз ізатропнасць прасторы («пустэчы») не можа «ведаць», куды яно павінна рухацца. Пункт погляду Арыстоцеля аспрэчваўся навукоўцамі, але панаваў да адкрыцця закона інерцыі.

Закон інерцыі, прынцып адноснасці і інерцыяльныя сістэмы адліку

З арыстоцелевай высновы аб неабходнасці знешняга ўздзеяння на цела для яго руху вынікае, што ў сістэме адліку, звязанай з целам, што рухаецца, на яго не дзейнічаюць тыя сілы, што дзейнічаюць у іншых сістэмах. Але гэта супярэчыць вынікам эксперыментаў, якія сцвярджаюць адваротнае: рух або нерухомасць не ўплывае на характар фізічных працэсаў. Апошняе сцверджанне называецца прынцыпам адноснасці Галілея і з'яўляецца абагульненнем закона інерцыі.

Відавочна, аднак, што гэты прынцып не можа выконвацца абсалютна ва ўсіх сістэмах адліку, бо калі свабоднае цела захоўвае хуткасць у адной сістэме, то яно не будзе яго захоўваць у сістэме, што рухаецца адносна яе з паскарэннем. Таму закон інерцыі патрабуе аксіяматычнага сцверджання наяўнасці такіх сістэм адліку, дзе ён выконваецца (інерцыяльных сістэм). З улікам гэтага закон фармулюецца так:

Існуюць сістэмы адліку, што называюцца інерцыйнымі, у якіх свабоднае цела (такое, на якое не аказваюцца вонкавыя ўздзеянні) захоўвае сваю сталую хуткасць ці знаходзіцца ў спакоі.

Паколькі рух са сталай хуткасцю - гэта раўнамерны прамалінейны рух, то з закону інерцыі вынікае, што свабодныя целы ў інерцыяльных сістэмах адліку рухаюцца раўнамерна і прамалінейна.

Відавочна, што ўсе інерцыяльныя сістэмы адліку рухаюцца адна адносна адной з пастаяннай хуткасцю. Сістэма, што рухаецца адносна інерцыяльнай сістэмы адліку з паскарэннем, з'яўляецца неінерцыяльнай.