Динамика. Ньютон заңдары

Денелердің қозғалысын алғаш рет тәжірибе жүзінде XVI ғасырдың аяғында XVII ғасырдың басында зерттеген Галилей болды. Оның еңбектерінің негізінде Ньютон қозғалыстың мынадай бірінші заңын тұжырымдады: егер бір денеге екінші бір дене әсер етпесе, ол тыныштық күйін сақтайды немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалады.

• Денелердің қозғалысын алғаш рет тәжірибе жүзінде XVI ғасырдың аяғында XVII ғасырдың басында зерттеген Галилей болды. Оның еңбектерінің негізінде Ньютон қозғалыстың мынадай бірінші заңын тұжырымдады: егер бір денеге екінші бір дене әсер етпесе, ол тыныштық күйін сақтайды немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалады.
• Бірқалыпты түзу сызықты қозғалыспен тыныштық күйге ортақ шарт-денелердің үдеуінің нольге тең болуы. Олай болса дене Жерге қатысты үдеу алу үшін, оған басқа денелер әсер етуі керек.
• Сырттан әсер болмағанда денелердің жылдамдықтарын сақтау қасиетін инерция деп атайды. (латынның «inertia» -әрекетсіздік деген сөзінен алынған). Сондықтан жоғарыдағы заңды инерция заңы, ал сыртқы әсер болмаса да денелердің қозғалуын инерция бойынша қозғалу деп атайды.
• Егер денелердің әр нүктесіне әртүрлі әсер болса, онда ол бөліктер түрлі үдеу алады да, белгілі уақыттан кейін түрлі жылдамдықпен қозғалады. Соның салдарынан денелердің қозғалысыныңсипаты толық өзгереді. Мысалы, шауып келе жатқан аттың үстіндегі адам ат кілт тоқтағанда, алға қарай еңкейеді. Оның себебі аттың белі мен адам бөксесінің жылдамдығы үйкеліс салдарынан бірдей күрт азаяды, ал адам кеудесі басының жылдамдығы алғашқыдай болғандықтан (өзгермейді) бөкседен жылдамырақ қозғалып, алға ұмтылады.

Егер ат тұрған орнынан үркіп қозғалса, яғни жылдамдығы күрт артса, онда алғашқыға керісінше, адамның бөксесі атпен бірдей жылдамдық алғандықтан алға қарай қозғалса, оның басы мен кеудесінің жылдамдығы нольге тең болғандықтан (ат алғашқыда тыныштықта тұрады) инерциясын сақтап, «орнында қалып қояды», сондықтан артқа қарай шалқаяйды.

• Егер ат тұрған орнынан үркіп қозғалса, яғни жылдамдығы күрт артса, онда алғашқыға керісінше, адамның бөксесі атпен бірдей жылдамдық алғандықтан алға қарай қозғалса, оның басы мен кеудесінің жылдамдығы нольге тең болғандықтан (ат алғашқыда тыныштықта тұрады) инерциясын сақтап, «орнында қалып қояды», сондықтан артқа қарай шалқаяйды.
• Мұндай мысалдарды тұрмыстан жиі келтіруге болады. Шалғы орақпен шөп шабу, күрекпен топырақты күреп лақтыру, төсек – орындардың шаңын қағу, термометрден сынаптан сілкілеп түсіру осы денелердің инерция қасиетіне сүйенеді.
• Осы заман тұрғысынан Ньютонның бірінші заңы былай айтылады: «егер денеге әсер етуші қорытқы куш нольге тең болса (денеге әсер етуші барлық күштердің векторлық қосындысы нольге тең), онда денелердің үдеуі нольге тең және дененің жылдамдығы тұрақты болады», яғни немесе, . Бұл заңда күш туралы анықтама берілмейді, мұнда денелердің әсері туралы ұғым ғана айтылады.
• Динамикада қаралатын қозғалыстар үшін санақ жүйесінің ролі зор, өйткені бір қозалыс түрлі санақ жүйесінде әртүрлі қабылданады. Олай болса, инерция заңы барлық санақ жүйесінде бірдей орындалмайды.