Fizika

Jegyezzük meg a “marad” ige ismételt használatát. Úgy gondolhatunk erre a törvényre, mint a mozgás status quo-jának megőrzésére.

Ahelyett, hogy ellentmondana a tapasztalatainknak, Newton első mozgástörvénye kimondja, hogy a sebesség bármilyen változásához (akár nagyságbeli, akár iránybeli változáshoz) oknak kell lennie (ami egy nettó külső erő). A nettó külső erőt a következő szakaszban fogjuk meghatározni. Egy asztalon vagy padlón csúszó tárgy a tárgyra ható nettó súrlódási erő miatt lelassul. Ha a súrlódás eltűnne, a tárgy akkor is lelassulna?

Az ok-okozat fogalma döntő fontosságú a különböző helyzetek pontos leírásában. Gondoljunk például arra, hogy mi történik egy durva vízszintes felületen csúszó tárggyal. A tárgy gyorsan megáll. Ha a felületet hintőporral permetezzük be, hogy simábbá tegyük, a tárgy tovább csúszik. Ha a felületet még simábbá tesszük azzal, hogy kenőolajjal kenjük be, a tárgy még tovább csúszik. Súrlódásmentes felületre kiterjesztve elképzelhetjük, hogy a tárgy a végtelenségig egyenes vonalban csúszik. A súrlódás tehát a lassulás oka (összhangban Newton első törvényével). A tárgy egyáltalán nem lassulna, ha a súrlódás teljesen megszűnne. Vegyünk egy léghokiasztalt. Ha a levegőt kikapcsoljuk, a korong csak egy rövid utat csúszik, mielőtt a súrlódás megállásra lassítja. Ha azonban a levegő be van kapcsolva, akkor szinte súrlódásmentes felületet hoz létre, és a korong nagy távolságokra siklik anélkül, hogy lelassulna. Ráadásul, ha eleget tudunk a súrlódásról, akkor pontosan meg tudjuk jósolni, hogy a tárgy milyen gyorsan fog lelassulni. A súrlódás egy külső erő.

Newton első törvénye teljesen általános, és bármi másra alkalmazható, egy asztalon csúszó tárgytól kezdve egy pályán keringő műholdon át a szívből pumpált vérig. Kísérletek alaposan igazolták, hogy a sebesség (sebesség vagy irány) bármilyen változását külső erőnek kell okoznia. Az általánosan alkalmazható vagy egyetemes törvények gondolata nemcsak itt fontos – ez minden fizikai törvény alapvető jellemzője. Ezeknek a törvényeknek az azonosítása olyan, mint a természetben a minták felismerése, amelyekből további mintákat lehet felfedezni. Galilei zsenialitása, aki először dolgozta ki az első törvény gondolatát, és Newtoné, aki pontosította azt, az volt, hogy feltette az alapvető kérdést: “Mi az ok?”. Az ok-okozati összefüggésekben való gondolkodás olyan világnézet, amely alapvetően különbözik a tipikus ókori görög megközelítéstől, amikor az olyan kérdésekre, mint például “Miért vannak a tigrisnek csíkjai?”, arisztotelészi módon azt válaszolták volna: “Ez az állat természete”. Talán igaz, de nem hasznos felismerés.

Tömeg

A test azon tulajdonságát, hogy nyugalomban marad vagy állandó sebességgel mozgásban marad, tehetetlenségnek nevezzük. Newton első törvényét gyakran nevezik a tehetetlenség törvényének. Mint tapasztalatból tudjuk, egyes tárgyaknak nagyobb a tehetetlensége, mint másoknak. Egy nagy szikla mozgását nyilvánvalóan nehezebb megváltoztatni, mint például egy kosárlabdáét. Egy tárgy tehetetlenségét a tömegével mérjük. Durván szólva, a tömeg a valamiben lévő “anyag” (vagy anyag) mennyiségének a mérőszáma. Egy tárgyban lévő anyag mennyiségét vagy mennyiségét a benne lévő különböző típusú atomok és molekulák száma határozza meg. A tömeggel ellentétben a tömeg nem változik a hely függvényében. Egy tárgy tömege azonos a Földön, a Föld körüli pályán vagy a Hold felszínén. A gyakorlatban nagyon nehéz megszámolni és azonosítani az összes atomot és molekulát egy tárgyban, ezért a tömegeket nem gyakran határozzák meg ilyen módon. Gyakorlatilag a tárgyak tömegét a szabványos kilogrammhoz viszonyítva határozzák meg.