I zasada dynamiki Newtona

Zapamiętaj

W inercjalnym układzie odniesienia jeżeli na dane ciało nie działa żadna siła lub działające siły się równoważą, to ciało to pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

Pierwsza zasada dynamiki Newtona brzmi:

Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

To jedna z podstawowych zasad fizyki sformułowana w 1687 przez Sir Isaaca Newtona w dziele "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", czyli "Matematyczne zasady filozofii przyrody". Newton sformułował tu między innymi trzy słynne zasady dynamiki, które stały się rewolucją w świecie nauki. Do tej pory w świecie panowały błędne przekonania co do przyczyn ruchu i jego samego w ogóle.

Zasada ta jest prawdziwa w inercjalnym układzie odniesienia, o którym piszemy niżej.

Nieco zaskakujące, nawet dla dzisiejszego człowieka, jest stwierdzenie, że gdy żadna siła nie działa na ciało lub siły się równoważą, to ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, czyli ze stałą prędkością po linii prostej. Jako to? Przecież jeśli pościmy piłkę w bieg, piłka po chwili zatrzyma się. To prawda, ale przecież na piłkę działa siła tarcia! Gdyby tarcie zminimalizować, piłka cały czas pozostawałaby w ruchu!

Zasada ta nosi czasem nazwę zasady bezwładności.

Bezwładność jest to cecha ciała, która objawia się w zdolności do przeciwstawiania się jakikolwiek zmianie ruchu. Bezwładność więc wprost wynika z I zasady dynamiki, bo aby zmienić ruch, czyli szybkość lub kierunek ruchu, trzeba użyć pewnej siły.

Inercjalny układ odniesienia

Inercjalny układ odniesienia jest to układ związany z ciałem, które porusza się ruchem postępowym jednostajnym prostoliniowym lub jest w spoczynku.

Ponieważ Ziemia porusza się po elipsie wokół Słońca, układ związany z Ziemią nie jest układem inercjalnym, jednakże w bardzo wielu przypadkach omawianych na przykład w szkole, w przybliżeniu możemy taki układ przyjmować za inercjalny.

Pytania

Co oznaczy, że siły równoważą się?

To oznacza, że wypadkowa (czyli suma) wszystkich sił, które działają na ciało jest wektorem zerowym.

Czy statek kosmiczny potrzebuje mieć włączone silniki, aby mknąć wciąż w przestrzeń kosmiczną?

O ile nie chce zwiększać lub zmniejszać prędkości lub zmieniać kierunku ruchu to nie! Nie trzeba paliwa.

Inne zagadnienia z tej lekcji

II zasada dynamiki Newtona

Jeżeli na ciało działające siły nie równoważą się, to ciało to porusza się ruchem zmiennym z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do działającej siły wypadkowej i odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

III zasada dynamiki Newtona

omówienie III zasady dynamiki Newtona. Jeżeli ciało A działa na ciało B pewną siłą F1, to ciało B działa na ciało A siłą F2 równą co do wartości bezwzględnej i o tym samym kierunku, ale o przeciwnym zwrocie.

Pęd

omówienie pojęcia pędu w dynamice. Pęd jest to wektorowa wielkość fizyczna, która jest równa iloczynowi prędkości ciała i jego masy. Wektor pędu ma taki sam zwrot i kierunek jak wektor prędkości.

Uogólniona postać drugiej zasady dynamiki

Omówienie postaci ogólnej II zasady dynamiki i pojęcia popędu siły. Siła działająca na ciało jest równa szybkości zmiany pędu ciała. Popęd siły (impuls siły) jest to wielkość fizyczna, równa iloczynowi siły działającej na ciało i czasu jej działania.