牛頓運動定律與力

牛頓第一運動定律(Newton's first law)

不去干擾一個物體,它就會維持原本的狀態。靜止的會繼續靜止;運動中的會沿直線以等速率繼續運動,直到有力來改變它。想像冰上的曲棍球幾乎可以一直滑下去,或桌上的書靜靜地不動。

牛頓第一運動定律指出:除非受到非零的淨力作用,否則物體會維持靜止或沿直線的等速運動。用符號說,若 F_net = 0,則速度 v 保持不變(速率與方向都不變),其中包含 v = 0 這個特例。這正是「慣性」這個性質存在的原因,也就是物體抗拒運動改變的傾向。這條定律同時標舉出一類特別的觀察角度,稱為慣性參考系(inertial frame),也就是這條定律成立的座標系。

日常世界掩蓋了這條定律,因為摩擦力與空氣阻力幾乎無所不在,使得東西總是會慢下來、停下來,看起來好像運動需要持續的推力。把這些力拿掉(在冰面上,或在太空中),真相就顯現了:維持運動不需要淨力,只有改變運動才需要。

在光滑的桌面上滑一枚硬幣,它會滑很遠才被摩擦力停住;在粗糙的地毯上滑,它幾乎立刻就停。若在完全無摩擦的冰面上,它靠自己永遠不會停。

表面越光滑,真實運動就越接近第一定律那個無摩擦的理想情況。

一個微妙之處:第一定律並不只是第二定律(F = m a)的特例。它還斷言慣性參考系存在,也就是在這種座標系中,不受力的物體真的會以等速度運動。

又称
law of inertia慣性定律