Физика, полный курс для 9 класса

Первый закон Ньютона. Инерция

Формулировка закона

1. Введение
Вы замечали, что, резко нажав на тормоз в автобусе, пассажиры по инерции наклоняются вперед? Или почему, резко выдернув скатерть из-под посуды, можно оставить тарелки на месте? Эти явления объясняются первым законом Ньютона, который также называют законом инерции.

2. Историческая справка
Долгое время люди считали, что для движения тела необходима постоянная сила. Аристотель, например, полагал, что телега движется только пока её тянет лошадь. Однако Галилео Галилей в своих опытах с шарами и наклонными плоскостями показал: если уменьшить трение, тело движется гораздо дольше. Позже Исаак Ньютон сформулировал этот принцип как первый закон механики.

3. Формулировка первого закона Ньютона

«Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие других тел не заставит его изменить это состояние».

Это означает:

• Если на тело не действуют силы (или их действие скомпенсировано), оно либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.

• Чтобы изменить скорость тела (ускорить, замедлить или повернуть), необходимо приложить силу.

Примеры:

• Мяч, лежащий на земле, не начнет двигаться сам по себе.

• Космический корабль вдали от звезд и планет будет лететь с постоянной скоростью без включения двигателей.

4. Явление инерции
Инерция – это свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии внешних воздействий.

Примеры из жизни:

• При резком торможении машины пассажиры "продолжают движение" и наклоняются вперед.

• Если резко выдернуть лист бумаги из-под стакана, стакан останется на месте из-за инерции.

• Спортсмены-метатели разбегаются перед броском, чтобы снаряд дольше сохранял скорость.

5. Почему в реальной жизни тела останавливаются?
В идеальных условиях (где нет трения, сопротивления воздуха и других сил) тело двигалось бы вечно. Но в реальности всегда есть внешние силы, замедляющие движение:

• Трение колес о дорогу.

• Сопротивление воздуха при движении велосипеда.

• Сила притяжения Земли, заставляющая мяч упасть.

6. Важно запомнить:

• Первый закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета (где нет ускорения).

• Инерция – не сила, а свойство тел сохранять скорость.

Проверь себя:

1. Сформулируй первый закон Ньютона своими словами.

2. Приведи три примера инерции в быту.

3. Почему космонавты в открытом космосе могут лететь с постоянной скоростью без двигателей?

Домашнее задание:

1. Прочитай §... в учебнике.

2. Найди и объясни два примера инерции, не упомянутые в учебнике.

3. Дополнительно: Почему опасно прыгать с движущегося транспорта?