Mechanikos fizika

Dalelės judesys vienoje dimensijoje

Vienodas judesys

Pagal pirmąjį Niutono dėsnį (dar žinomą kaip inercijos principą), kūnas, veikiantis jį neveikiančią jėgą, arba liks ramybėje, arba toliau judės tolygiu greičiu tiesia linija pagal savo pradinę judėjimo būklę. Tiesą sakant, klasikinėje Niutono mechanikoje nėra reikšmingo skirtumo tarp poilsio ir tolygaus judesio tiesia linija; jie gali būti laikomi ta pačia judesio būsena, kurią mato skirtingi stebėtojai, vienas juda tokiu pat greičiu kaip dalelė, o kitas juda pastoviu greičiu dalelės atžvilgiu.

Nors inercijos principas yra atskaitos taškas ir pagrindinė klasikinės mechanikos prielaida, jis yra mažiau nei intuityviai akivaizdus neįgudusiai akiai. Aristotelio mechanikoje ir įprastoje praktikoje daiktai, kurie nėra stumiami, dažniausiai ilsisi. Inercijos dėsnį Galileo išvedė iš savo aukščiau aprašytų eksperimentų su rutuliais, ridenančiais žemai linkusias plokštumas.

Galileo inercijos principas buvo esminis jo pagrindinėje mokslinėje užduotyje: jis turėjo paaiškinti, kaip įmanoma, kad jei Žemė iš tikrųjų sukasi apie savo ašį ir aplink ją skrieja Saulė, mes to judesio nejaučiame. Inercijos principas padeda pateikti atsakymą: Kadangi mes judame kartu su Žeme, o mūsų natūralus polinkis yra išlaikyti tą judesį, mums atrodo, kad Žemė yra ramybėje. Taigi inercijos principas, toli gražu nėra akivaizdus teiginys, kadaise buvo pagrindinis mokslinio teiginio klausimas. Kai Niutonas sutvarkė visas detales, buvo galima tiksliai suskaičiuoti nedidelius nukrypimus nuo šio paveikslo, atsirandantį dėl to, kad Žemės paviršiaus judesys nėra tolygus tiesiam judesiui (aptariamas sukimosi judesio poveikis žemiau). Niutono formuluotėje bendras pastebėjimas, kad nespausti kūnai linkę pailsėti, priskiriamas tam, kad juos veikiančios nesubalansuotos jėgos, tokios kaip trintis ir oro pasipriešinimas.

Kaip jau buvo teigta, galima sakyti, kad judantis kūnas turi impulsą, lygų jo masės ir greičio sandaugai. Ji taip pat turi tam tikros rūšies energiją, kuri yra visiškai susijusi su jo judėjimu, vadinama kinetine energija. K kūno kinetinė energija, judama su greičiu v, gaunama iš: