Physics

動詞 “remains” が繰り返し使われていることに注意してください。

ニュートンの運動の第一法則は、私たちの経験と矛盾するのではなく、速度に変化 (大きさまたは方向の変化) があるためには、原因 (それは正味の外力) がなければならないことを述べているのです。 正味の外力については、次節で定義します。 机や床の上を滑る物体は、その物体に働く摩擦の正味の力によって速度が低下する。

原因と結果の考え方は、さまざまな状況で起こることを正確に記述する上で非常に重要です。 たとえば、粗い水平面を滑っている物体がどうなるかを考えてみましょう。 物体はすぐに止まってしまいます。 そこにタルカムパウダーを吹き付けて表面をなめらかにすると、物体はより遠くまで滑るようになります。 さらに潤滑油を塗って滑らかにすると、さらに遠くまで滑るようになる。 摩擦がなければ、物体はどこまでも直線的に滑っていくことが想像できます。 つまり、摩擦があるから遅くなるのである（ニュートンの第一法則と同じ）。 摩擦を完全になくせば、物体の速度はまったく落ちない。 エアホッケーのテーブルを考えてみよう。 空気を抜くと、パックはわずかな距離を滑るだけで、摩擦によって減速し、停止する。 しかし、空気を入れると、ほとんど摩擦のない表面ができ、パックは速度を落とさずに長い距離を滑ることができる。 さらに、摩擦について十分に知っていれば、物体がどれくらいの速さで減速するのかを正確に予測することができる。

ニュートンの第一法則は完全に一般的で、テーブルの上を滑る物体から軌道上の衛星、心臓から送り出される血液まで、何にでも適用することが可能です。

ニュートンの第一法則は完全に一般的なもので、テーブルの上を滑る物体から、軌道を回る人工衛星、心臓から送り出される血液まで、あらゆるものに適用できます。 一般に適用可能な法則、普遍的な法則という考え方は、ここだけでなく、すべての物理法則の基本的な特徴として重要である。 このような法則を見出すことは、自然界のパターンを見出すことと同じであり、そこからさらにパターンを発見することができるのである。 第一法則のアイデアを最初に出したガリレオや、それを明らかにしたニュートンの天才は、”原因は何か？”という根本的な問いを立てることにあった。 原因と結果で考えるというのは、典型的な古代ギリシャの考え方とは根本的に異なる世界観です。”なぜ虎には縞模様があるのか？”というような問いには、アリストテレス的に “それは獣の性質である “と答えられたはずです。

質量

静止している、または一定の速度で動き続けるという物体の特性は、「慣性」と呼ばれます。 ニュートンの第一法則は、しばしば慣性の法則と呼ばれます。 経験的に知っているように、ある物体は他の物体より慣性が大きい。 例えば、大きな岩の動きを変えるのは、バスケットボールの動きよりも明らかに困難である。 物体の慣性は、その質量で測られる。 大雑把に言うと、質量とは、物体に含まれる「もの」の量を表す尺度です。 物体に含まれる物質の量は、その物体が含む様々な種類の原子や分子の数によって決まります。 重さとは異なり、質量は場所によって変化することはありません。 地球上でも、軌道上でも、月の表面でも、物体の質量は同じです。 実際には、物体に含まれるすべての原子や分子を数え、識別することは非常に困難であるため、この方法で質量を決定することはあまりない。 作業的には、標準キログラムとの比較によって、物体の質量を決定している。