于1687年,荷兰数学泰斗艾萨克·牛顿在专著《自然哲学的物理原理》里,提出了牛顿运动定理。牛顿第一运动定理就是其中一条定理。
牛顿第一运动定理('sfirstlawof)表明,除非有外力施加牛顿第一运动定律是,物体的运动速率不会改变。依据该定理,假定没有任何外力施加或所施加的外力之和为零,则运动中物体总保持匀速直线运动状态,静止物体总保持静止状态。物体所显示出的维持运动状态不变的这性质称为惯性。所以,该定理又称为惯性定理。物体的惯性与其质量有关。
抒发形式
牛顿
牛顿第一运动定理的通常抒发形式为:
每一个物体就会坚持它的静止状态或沿仍然线做匀速的运动,除非此物体遭到力促使它改变原有的状态。
这定理陈述:如净力(作用在一个物体上所有力的向量和)等于零,则这个物体的速率是一个常数。
结果是:
1.一个原先静止的物感受保留在静止状态。除非有一净外力对它作用。
2.一个运动的物体,不会改变它的速率;除非有一净外力对它作用。
适用范围
1.牛顿把他的运动定理构建在一个称为惯性座标系中,而任何参考座标系相对惯性座标系作匀速运动的也是惯性座标系。为此,牛顿定理只在惯性座标系中有效。
2.物体的运动速率要比光速小得多。
3.宏观物体。
独立性
牛顿第一定理是完全独立的基本定理,它的独立性表现在:
1、确定了惯性参考系并引出了逻辑循环论证,这是公理体系的表现,任何学科的第一命题都要具有此特点。
2、指出了任何物体都具有惯性,完善的惯性概念。
3、它的否命题阐明出力的概念,力是物体对物体的作用,力使物体的运动状态发生变化。
4、是牛顿第二定理的基础,首先,牛顿第一定理为第二定理打算了概念(力、惯性质量、惯性系)并定性阐述力和运动的关系;其次,第一定理主要说明物体不受外力作用时的运动状态。不受外力作用和物体所受外力矢量和为零不是一码事,因而不能把牛顿第一定理当作牛顿第二定理在F=0时的特殊情况。
综上所述,牛顿第一定理是完全独立的基本定理,用其解决的问题,别任何规律都未能解决,第二、第三定理根本不能代替第一定理。
产生过程
牛顿第一定理是伽利略惯性概念的叙说。亚里斯多德有这样的观点;宇宙中所有物体都有一自然的位置,重物如,岩石愿在月球上静止,而轻物,如烟愿在天空中静止。行星愿在天空中逗留。他想,物体静止是它的自然状态。如要一物体沿仍然线作直线运动,则要有一连续的外力推它。否则,它会停止运动。
伽利略对亚里斯多德对关于宇宙的描述存有许多问体和怀疑。自己做了许多斜面落体实验,从这种实验结果,伽利略得出惯性的概念如下:一个物体不会自发地去改变它的速率牛顿第一运动定律是,如一个物体原先作直线匀速运动,它会继续沿原直线的方向匀速运动,除非它遭到另外力的作用。假如一个物体,原先是静止的,它会继续静止。物体的这些性质,称为惯性。牛顿叙说了伽利略惯性的定义;而成为他的运动第一定理。