قانون اول نیوتن

جسم ساکن ثابت می ماند و جسم متحرک در حرکت می ماند، مگر اینکه نیروهایی بر آن وارد شوند.

قانون اول می گوید که اگر نیروی خالص (مجموع بردار نیروهای وارد بر جسم) صفر باشد، سرعت جسم ثابت است. سرعت یک کمیت برداری است، زیرا به صورت کمیتی که سرعت بدن است و به صورت جهتی که جهت حرکت بدن است بیان می شود. وقتی می گوییم سرعت یک جسم ثابت است، منظورمان این است که هم قدر و هم جهت آن ثابت است.

تصویر قانون نیوتن و چارچوب مرجع توسط فیزیکدان والتر لوین .

قانون اول را می توان به صورت ریاضی به صورت زیر بیان کرد:

∑ اف = 0 ⇔ د v د تی = 0.

بر اساس آن:

  • یک جسم ساکن ثابت می ماند مگر اینکه توسط نیروهای خارجی وارد عمل شود.
  • یک جسم متحرک تا زمانی که نیروی خارجی به آن وارد نشود سرعت خود را تغییر نمی دهد.

به این حالت حرکت یکنواخت می گویند. جسم در حالت خود باقی می ماند مگر اینکه نیروی خارجی بر آن اثر بگذارد. اگر در حالت استراحت باشد در این حالت باقی می ماند. اگر جسم در حال حرکت باشد بدون تغییر جهت یا سرعت به حرکت خود ادامه می دهد. این را کاوشگرهای فضایی که در فضای بیرونی به حرکت خود ادامه می دهند، اثبات می شود. تغییر در حرکت بدن باید در مقابل توانایی بدن برای حفظ حالت حرکتی خود قرار گیرد. در غیاب نیروی خالص، جسم قصد دارد در طول مسیر خود به طور نامحدود حرکت کند.

نیوتن اولین قانون حرکت را به منظور ایجاد چارچوب مرجعی برای اعمال قوانین دیگر تدوین کرد. مفاهیم قانون اول وجود چارچوب مرجع حداقل یک

قانون اول نیوتن به عنوان قانون اینرسی نامیده می شود . برای اینکه جسم با توجه به چارچوب مرجع نیوتن در حرکت یکنواخت حرکت کند، مجموع نیروهای وارد بر آن باید صفر باشد.

قانون اول را می توان به صورت زیر بیان کرد:

حرکت هر جسمی در جهان در یک چارچوب مرجع Φ به تأثیر نیروها بستگی دارد که نتیجه آنها زمانی که سرعت جسم در چارچوب مرجع Φ ثابت باشد ناپدید می شود . بر این اساس، جسم ساکن یا متحرک در حالت خود باقی می ماند مگر اینکه نیرویی بر آن تأثیر بگذارد تا حالت خود را تغییر دهد.

فقط قانون اول و دوم نیوتن در چارچوب مرجع اینرسی موجود است. هر چارچوب مرجعی که نسبت به قاب خود ارجاع در حرکت باشد، یک قاب خود ارجاعی نیز هست.