За яких умов тіло рухається рівномірно прямолінійно
Понад \(2500\) років тому давньогрецький філософ Аристотель, розмірковуючи про причини руху тіл, дійшов начебто правильного з точки зору життєвого досвіду, але хибного з погляду фізики висновку: для підтримування руху тіла потрібна постійна дія на нього інших тіл. Але наприкінці ХVІ ст. видатний італійський учений Ґалілео Ґалілей, провівши досліди зі скочуванням кульок похилим жолобом та здійснивши уявний експеримент* (рис. 2), визначив, що ідеї Аристотеля не можуть правильно пояснити причини руху тіл.
Зверни увагу!
Рис. 2 Уявний експеримент Ґалілея. Коли кулька скочується жолобом униз, вона набирає швидкість; коли закочується вгору, сповільнює свій рух. Ґалілей поставив запитання: «Як буде рухатися кулька горизонтальним гладеньким жолобом, коли руху нічого не заважатиме?». Відповідь була несподіваною: кулька рухатиметься з незмінною швидкістю як завгодно довго.
Здійснимо уявний експеримент і ми. Уяви хлопчика, який мчить довжелезною горизонтальною ковзанкою. Якщо його ніхто не штовхає і не тягне, то, як підказує наш досвід, урешті-решт він має зупинитися. При цьому час руху хлопчика буде залежати від зовнішніх умов. Якщо, наприклад, на льоду є намерзлий сніг, то хлопчик проїде лише \(2-3\) м; якщо лід гладенький, не є межею і \(20\) м; а якщо хлопчик стане на ковзани, він може «пролетіти» й сотню метрів.
Розмірковуємо далі. Уяви, що «гальмування» немає зовсім, а хлопчик не зазнає жодної дії ззовні. У цьому випадку уявний хлопчик ковзатиме з незмінною швидкістю уявною ковзанкою як завгодно довго. При цьому дія Землі та дія ковзанки, яка не дає хлопчикові «провалитися», зрівноважують (компенсують) одна одну.
Умова руху тіла з незмінною швидкістю відома в механіці як закон інерції:
Тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває в стані спокою лише тоді, коли на нього не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані.