牛顿第一定律的发展史(详情)
这个定律说明,力不是维持物体运动的条件,而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律又称惯性定律,科学地阐述了力和惯性两个物理概念,正确地解释了力与运动状态的关系,提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的性质——惯性,这是物理学中的一个基本定律。上述规律主要是从天文观测中间接推导出来的,是抽象概括的结论,不能简单用字面定义直接用实验验证。任何物体在外力合力为零时保持原来的运动状态,这是接近实际情况的。即原来的静止继续静止,原来的运动继续匀速直线运动。物体的惯性本质上是物体相对于平移运动的惯性,其大小就是惯性质量。一个物体相对于转动也有惯性,但和第一定律所说的惯性不一样,它的大小就是转动惯量。惯性质量和惯性矩都是用来表示惯性的,但它们是不同的物理量。惯性矩这个术语在中学物理中并没有出现,所以没有必要提及两者的区别。物体在无外力或外力为零的情况下是静止还是匀速直线运动,不仅取决于参考系,还取决于初始运动状态。
牛顿第一定律解释了两个问题:(1)阐明了力和运动的关系。物体的运动不需要力来维持。只有当物体的运动状态发生变化,即产生加速度时,才需要力的作用。在牛顿第一定律的基础上,得出力的定性定义:力是一个物体对另一个物体的作用,使受力物体改变运动状态。(2)提出了惯性的概念。物体之所以静止不动或匀速直线运动,是由物体本身在不受力的情况下的特性决定的。物体保持原来运动状态不变的固有特性叫做惯性。物体不受力时的匀速直线运动也叫惯性运动。牛顿在第一定律中没有解释静止或运动状态相对于什么参照系。但按照牛顿的本意,这里所指的运动是绝对时间过程中相对于绝对空间的绝对运动。牛顿第一定律就是基于这样一个参照系。牛顿第一定律建立的参照系通常称为惯性参照系,所以这个定律实际上定义了惯性参照系这个重要概念。牛顿第一定律是牛顿力学体系的一个定律,具有特殊的意义,是三大定律中不可或缺的独立定律。第一定律不能视为牛顿第二定律的特例。
编辑这一段牛顿第一定律的发现和总结
300多年前,伽利略分析类似实验,认识到运动物体受到的阻力越小,速度下降越慢,运动距离越长。他通过进一步的推理进一步得出结论:在理想情况下,如果水平面绝对光滑,物体的阻力为零,那么它的速度不会减慢,而是永远匀速运动。
伽利略曾经研究过这个问题,牛顿曾经说过:“我是站在巨人的肩膀上成功的。”这句话是针对伽利略的。于是牛顿总结了前人的研究成果,总结出了著名的牛顿第一定律。