เซอร์ไอแซก นิวตัน หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มีอิทธิพลมากที่สุดในประวัติศาสตร์ ได้วางรากฐานของกลศาสตร์คลาสสิกด้วยกฎการเคลื่อนที่ของเขา ในจำนวนนี้ กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน หรือที่มักเรียกกันว่ากฎความเฉื่อย อธิบายพฤติกรรมของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่และอยู่นิ่ง กฎข้อนี้เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจว่าทำไมวัตถุจึงเคลื่อนที่ขณะเคลื่อนที่
กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตันระบุว่าวัตถุจะอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรง เว้นแต่จะถูกกระทำโดยแรงภายนอก แนวคิดนี้ครอบคลุมสองสถานการณ์ - วัตถุที่อยู่นิ่งและวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่
กฎข้อนี้แนะนำให้เรารู้จักกับแนวคิดเรื่องความเฉื่อย ซึ่งเป็นแนวโน้มที่วัตถุจะต้านทานการเปลี่ยนแปลงในสถานะการเคลื่อนที่ของมัน วัตถุขนาดใหญ่ที่มีมวลมากกว่าจะมีแรงเฉื่อยมากกว่าและต้องใช้แรงมากกว่าในการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่
พิจารณาการกลิ้งลูกบอลบนพื้นผิวเรียบในแนวนอน ตามกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน ลูกบอลจะกลิ้งต่อไปด้วยความเร็วคงที่เป็นเส้นตรง อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ลูกบอลจะหยุดลงในที่สุดเนื่องจากแรงภายนอก เช่น แรงเสียดทานและแรงต้านอากาศที่กระทำกับลูกบอล หากไม่มีแรงเหล่านี้ ลูกบอลก็จะกลิ้งไปเรื่อย ๆ
ความเฉื่อยเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของวัตถุ ซึ่งหมายความว่าวัตถุที่หนักกว่า (ซึ่งมีมวลมากกว่า) จะต้านทานการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของพวกมันมากกว่าวัตถุที่เบากว่า เราสามารถสังเกตสิ่งนี้ได้ในชีวิตประจำวัน:
แม้ว่ากฎข้อที่หนึ่งของนิวตันจะอธิบายการเคลื่อนที่โดยไม่มีแรงภายนอก สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าแรงส่งผลต่อการเคลื่อนที่อย่างไร แรงสามารถทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งเริ่มเคลื่อนที่ เปลี่ยนทิศทางของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ หรือหยุดวัตถุไม่ให้เคลื่อนที่ ตัวอย่างของแรงภายนอก ได้แก่ แรงโน้มถ่วง แรงเสียดทาน และแรงที่ใช้
แรงเสียดทานคือแรงที่ต้านการเคลื่อนที่ มันกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุและหยุดมันในที่สุด แรงเสียดทานอธิบายว่าทำไมวัตถุจึงไม่เคลื่อนที่ต่อไปอย่างไม่มีกำหนด และเหตุใดเราจึงใช้เบรกเพื่อหยุดรถ
หากต้องการดูการทำงานของกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน ให้ลองทำการทดลองง่ายๆ ที่บ้าน วางหนังสือไว้บนโต๊ะเรียบ ดันหนังสือเบาๆ และสังเกตว่ามันเคลื่อนไหวอย่างไรแล้วจึงหยุด แรงผลักดันคือแรงภายนอกที่เปลี่ยนสถานะของหนังสือจากหยุดนิ่งเป็นเคลื่อนไหว สาเหตุที่หนังสือหยุดเนื่องจากการเสียดสีระหว่างหนังสือกับโต๊ะ
สำหรับการสาธิตที่น่าทึ่งยิ่งขึ้น ให้ใช้ผ้าปูโต๊ะและวัตถุบางอย่าง เช่น จานและแก้ว ดึงผ้าปูโต๊ะออกจากใต้วัตถุอย่างรวดเร็ว หากทำอย่างถูกต้อง วัตถุจะคงอยู่กับที่ชั่วครู่เนื่องจากความเฉื่อย การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าวัตถุต้านทานการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของพวกมันได้อย่างไร
กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันมีการนำไปประยุกต์ใช้มากมายในชีวิตประจำวันและเทคโนโลยีของเรา:
กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตันให้ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับแรงที่มีบทบาทในการกระทำและเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน โดยจะอธิบายพฤติกรรมของวัตถุที่อยู่นิ่งและเคลื่อนที่ แนะนำแนวคิดเรื่องความเฉื่อย และแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของแรงภายนอก โดยการศึกษาและปฏิบัติตามกฎนี้ เราจะเข้าใจกลไกของโลกรอบตัวเรามากขึ้น
