1. Закон інерції і явище інерції

Давньогрецький учений Аристотель стверджував: щоб тіло рухалося, його необхідно весь час «рухати», причому чим більша швидкість тіла, тим більше зусиль потрібно для цього докладати. Цей вплив одного тіла на інше він називав силою. За Аристотелем, сила — причина руху.

Галілей першим з учених перейшов від спостережень до дослі дів. Він помітив: коли куля котиться похилою площиною вниз, її швидкість збільшується. А коли куля котиться вгору, її швидкість зменшується.

Проведемо досліди, які близько 400 років тому привели Галі лея до відкриття закону інерції.

Поставимо на горизонтальний стіл похилу дошку, а стіл перед дошкою накриємо наждаковим папером. Брусок, опустившись по дошці, почне рухатися по горизонтальному столу, але незабаром зупиниться. Причина зупинки — тертя бруска об наждаковий па пір.

Приберемо папір і повторимо дослід. Брусок до зупинки пройде по столу більшу відстань. Якщо на стіл впритул до дошки покласти скло, брусок просунеться ще далі. Приставимо до похилої дошки порожній горизонтальний жолоб із численними отворами, крізь які подається повітря («повітряна подушка»). Повторивши дослід, ми помітимо, що брусок легко рухається вздовж усього жолоба.

Уявимо собі, що тертя зникло. Очевидно, у цьому випадку бру сок рухатиметься рівномірно й прямолінійно, поки на нього не по діють інші тіла і не змінять швидкості його руху.

Описані досліди означали, що здатність до «збереження руху» властива власне тілу, а вплив інших тіл виявляється в тому, що швидкість цього тіла змінюється.

На підставі численних дослідів Галілей свого часу стверджу вав: якщо на тіло не діє жодна сила, воно зберігає стан спокою або прямолінійного рівномірного руху. Тобто, за Галілеєм, сила — це причина зміни руху.

Відкритий Галілеєм закон отримав назву закону інерції: ^ якщо на тіло не діють інші тіла, воно рухається прямолінійно

і рівномірно або перебуває в стані спокою.

Здатність тіл зберігати свою швидкість незмінною, якщо на них не діють інші тіла, називають явищем інерції.

2. Інерціальні системи відліку і перший закон Ньютона

Як показують досліди, закон інерції з достатньою точністю ви конується в системі відліку, пов'язаній із Землею. А от, наприклад, у системі відліку, пов'язаній із тролейбусом, що їде міською вули цею, закон інерції не виконується: коли тролейбус рушає з місця, пасажирів «кидає» назад, а коли тролейбус гальмує, пасажирів «кидає» вперед.

Можна уявити таку систему відліку, у якій закон інерції вико нується досить суворо.

^ Системи відліку, у яких виконується закон інерції, називають інерціальними.

Той факт, що закон інерції з достатньою точністю виконуєть ся в системі відліку, пов'язаній із Землею, означає, що пов'язану із Землею систему відліку з достатньою точністю можна вважати інерціальною системою відліку.

У наведеному нижче формулюванні першого закону Ньютона зазначено, у яких системах відліку він справедливий: ^ існують такі системи відліку, що називаються інерціальни

ми, відносно яких тіла зберігають свою швидкість незмінною,

якщо на них не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані.

Отже, існують системи відліку, у яких закон інерції виконуєть ся. З будь яким вільним тілом можна пов'язати систему відліку, що називається інерціальною. Таким чином, інерціальних систем відліку нескінченно багато. У багатьох задачах інерціальною си стемою відліку з великим ступенем точності можна вважати систе му відліку, пов'язану із Землею.