Fyzika

Všimněte si opakovaného použití slovesa „zůstává“. O tomto zákonu můžeme uvažovat jako o zachování stávajícího stavu pohybu.

První Newtonův pohybový zákon spíše než že by odporoval naší zkušenosti, říká, že musí existovat příčina (kterou je čistá vnější síla), aby došlo k jakékoli změně rychlosti (ať už ke změně velikosti, nebo směru). Čistou vnější sílu si definujeme v následující části. Předmět klouzající po stole nebo podlaze se zpomaluje v důsledku čisté síly tření, která na předmět působí. Kdyby tření zmizelo, zpomalil by se předmět i tak?

Představa příčiny a následku je klíčová pro přesný popis toho, co se děje v různých situacích. Uvažujme například, co se stane s předmětem klouzajícím po drsném vodorovném povrchu. Objekt se rychle zastaví. Pokud povrch postříkáme mastkem, aby byl povrch hladší, objekt klouže dál. Pokud povrch ještě více vyhladíme tím, že ho potřeme mazacím olejem, objekt klouže ještě dále. Extrapolací na povrch bez tření si můžeme představit, že objekt klouže po přímce donekonečna. Tření je tedy příčinou zpomalování (v souladu s prvním Newtonovým zákonem). Kdybychom tření zcela odstranili, objekt by se vůbec nezpomalil. Uvažujme stůl na vzdušný hokej. Když vypneme přívod vzduchu, klouže puk jen krátkou vzdálenost, než ho tření zpomalí až na doraz. Když je však vzduch zapnutý, vytvoří povrch téměř bez tření a puk klouže na dlouhé vzdálenosti, aniž by se zpomalil. Navíc, pokud víme dostatek informací o tření, můžeme přesně předpovědět, jak rychle předmět zpomalí. Tření je vnější síla.

První Newtonův zákon je zcela obecný a lze jej aplikovat na cokoli od předmětu klouzajícího po stole přes satelit na oběžné dráze až po krev pumpovanou ze srdce. Experimenty důkladně ověřily, že jakákoli změna rychlosti (rychlosti nebo směru) musí být způsobena vnější silou. Myšlenka obecně platných nebo univerzálních zákonů je důležitá nejen zde – je to základní rys všech fyzikálních zákonů. Identifikace těchto zákonů je jako rozpoznávání zákonitostí v přírodě, na jejichž základě lze objevit další zákonitosti. Genialita Galilea, který jako první rozvinul myšlenku prvního zákona, a Newtona, který ji upřesnil, spočívala v položení základní otázky: „Co je příčinou?“. Uvažování v termínech příčiny a následku je světonázor, který se zásadně liší od typického starořeckého přístupu, kdy by se na otázky typu „Proč má tygr pruhy?“ odpovídalo aristotelovsky: „To je přirozenost zvířete.“ Aristotelovské myšlení je v tomto ohledu zcela odlišné. Možná je to pravda, ale není to užitečný poznatek.

Hmotnost

Vlastnost tělesa setrvávat v klidu nebo se pohybovat konstantní rychlostí se nazývá setrvačnost. První Newtonův zákon se často nazývá zákon setrvačnosti. Jak víme ze zkušenosti, některá tělesa mají větší setrvačnost než jiná. Je zřejmě obtížnější změnit pohyb velkého balvanu než například basketbalového míče. Setrvačnost objektu se měří jeho hmotností. Hmotnost je zhruba řečeno mírou množství „hmoty“ (neboli hmoty) v něčem. Množství hmoty v předmětu je určeno počtem atomů a molekul různých typů, které předmět obsahuje. Na rozdíl od hmotnosti se hmotnost nemění v závislosti na místě. Hmotnost objektu je stejná na Zemi, na oběžné dráze i na povrchu Měsíce. V praxi je velmi obtížné spočítat a identifikovat všechny atomy a molekuly v objektu, proto se hmotnost tímto způsobem často neurčuje. Operativně se hmotnosti objektů určují porovnáním se standardním kilogramem.