该牛顿第一定律，也被称为惯性定律，最早由艾萨克·牛顿，物理学家，数学家，哲学家，神学家，英国发明家和炼金建议。该法则规定如下：“如果一个物体没有受到任何力，或者如果作用在其上的力相互抵消，则它将继续以恒定的速度直线运动。”
在此语句中，关键字is将继续。如果法律的前提得到满足，那么物体将继续其运动。除非出现不平衡的力并改变运动状态。
牛顿第一定律的解释。资料来源：自制。
这意味着，如果物体处于静止状态，它将继续静止，除非用力将其带出该状态。这也意味着，如果对象以固定的速度沿直线方向移动，则它将继续以这种方式移动。仅当某些外部代理对其施加作用力并改变其速度时，它才会改变。
法律背景
艾萨克·牛顿（Isaac Newton）于1643年1月4日出生于英国伍尔索普庄园（Woolsthorpe Manor），1727年在伦敦去世。
艾萨克·牛顿爵士发现他的三个动力学定律（包括第一定律）的确切日期尚不确定。但是，众所周知，很早就出版了著名的《自然哲学的数学原理》一书，于1687年7月5日出版。
西班牙皇家学院的字典对惯性一词的定义如下：
“如果不是通过武力的作用，身体保持其休息或运动状态的财产。”
该术语还用于确认任何情况都不会改变，因为没有做出任何努力来实现它，因此有时惯性一词具有例行或懒惰的含义。
牛顿之前的观点
在牛顿之前，主要思想是伟大的希腊哲学家亚里士多德（Aristotle）的思想，他申明要使物体保持运动，就必须对其施加作用力。当部队停止时，运动也将停止。并非如此，但直到今天，许多人仍然这样认为。
Galileo Galilei是一位出色的意大利天文学家和物理学家，他生活在1564年至1642年之间，他对身体的运动进行了实验和分析。
伽利略的一项观察结果是，由于物体与表面之间的摩擦力较小，因此在具有一定初始冲动的情况下，它在光滑，抛光的表面上滑动的物体需要更长的停止时间和更长的直线行程。
显然伽利略处理了惯性的想法，但是他没有来像牛顿那样精确地陈述一个陈述。
下面我们提出一些简单的实验，读者可以进行并验证结果。还将根据亚里士多德运动观点和牛顿观点来分析观察结果。
惯性实验
实验1
将盒子推到地板上，然后悬挂驱动力。我们观察到盒子走了很短的路程，直到停下来。
让我们在牛顿之前的理论框架内，然后根据第一定律解释先前的实验及其结果。
在亚里士多德的视野中，解释非常清楚：盒子停止了，因为移动它的力量已经暂停了。
在牛顿视图中，地板/地面上的箱子无法继续以其悬挂力时的速度移动，因为在地板和箱子之间存在不平衡的力，这会导致速度降低，直到框停止。它是摩擦力。
在此实验中，牛顿第一定律的前提未得到满足，因此盒子停了下来。
实验2
同样，它是地板/地面上的盒子。在此机会上，以补偿或平衡摩擦力的方式保持作用在盒子上的力。当我们让盒子以恒定的速度沿直线方向跟随时，就会发生这种情况。
该实验与Aristotelian的运动观点并不矛盾：由于盒子受到力的作用，盒子以恒定的速度运动。
这也不与牛顿的方法相矛盾，因为作用在盒子上的所有力都是平衡的。让我们来看看：
- 在水平方向上，施加在盒子上的力等于并且在与盒子和地板之间的摩擦力相反的方向上。
- 因此，水平方向的净力为零，这就是为什么盒子保持其速度和方向的原因。
同样在垂直方向上，力是平衡的，因为作为垂直向下指向的力的盒子的重量被地面垂直向上施加在盒子上的接触（或法向）力精确补偿。
顺便说一句，盒子的重量归因于地球的引力。
实验3
我们继续将盒子放在地板上。在垂直方向上，力是平衡的，即净垂直力为零。如果盒子向上移动，肯定会非常令人惊讶。但是在水平方向上有摩擦力。
现在，为了满足牛顿第一定律的前提，我们需要将摩擦减至最小。如果我们寻找喷涂硅油的非常光滑的表面，就可以大致实现这一目标。
由于硅油可将摩擦力降低至几乎为零，因此，水平放置此盒时，它将长时间保持其速度和方向。
这与溜冰场上的溜冰者或自行推动和释放冰球时发生的现象相同。
根据牛顿第一定律，在上述情况下，摩擦力几乎减小到零，合力实际上为零，物体保持其速度。
在亚里士多德的观点中，这是不可能发生的，因为根据这种幼稚的理论，运动仅在移动物体上有净力时发生。
冻结表面可以认为摩擦非常小。资料来源：
牛顿第一定律解释
惯性和质量
质量是指示身体或物体包含的物质量的物理量。
因此，质量是物质的固有属性。但是，物质是由具有质量的原子组成的。原子的质量集中在原子核中。实际上，原子核中的质子和中子定义了原子和物质的质量。
质量通常以千克（kg）为单位，它是国际单位制（SI）的基本单位。
千克的原型或参考是铂和铱圆柱体，保留在法国塞夫尔国际度量衡办公室，尽管在2018年它与普朗克常数相关联，新定义自2011年起生效。 2019年5月20日。
好吧，碰巧惯性和质量是相关的。质量越大，物体具有的惯性就越大。就能量而言，改变质量更大的物体的运动状态要比质量较小的物体的运动状态更加困难或昂贵。
例
例如，从静止状态提起一吨（1000千克）的箱子比一千克（1千克）的箱子需要更多的力量和更多的工作。这就是为什么人们常说第一个比第二个具有更大的惯性。
由于惯性和质量之间的关系，牛顿意识到速度本身并不能代表运动状态。这就是为什么他定义了一个称为动量或动量的量，该量用字母p表示并且是质量m和速度v的乘积：
p = m v
p和v中的粗体表示它们是矢量物理量，即，它们是具有大小，方向和方向的量。
另一方面，质量m是标量，为其分配的数字可以大于或等于零，但绝不能为负。到目前为止，在已知宇宙中还没有发现负质量的物体。
牛顿将他的想象力和抽象发挥到了极致，定义了所谓的自由粒子。粒子是物质点。也就是说，它就像一个数学点，但具有质量：
自由粒子是指如此孤立的粒子，它与宇宙中的另一个物体相距甚远，因此没有任何物体可以对它施加任何相互作用或作用力。
后来牛顿继续定义了惯性参考系统，这将是他的三个运动定律所适用的系统。以下是根据这些概念的定义：
惯性参考系
附着在自由粒子上或相对于自由粒子以恒定速度运动的任何坐标系都将是惯性参考系。
牛顿第一定律（惯性定律）
如果粒子是自由的，则它相对于惯性参考系具有恒定的动量。
牛顿的第一定律和动力。资料来源：自制。
解决的练习
练习1
160克冰球在溜冰场上以3 km / h的速度前进。找到它的动力。
解
盘的质量（千克）为：m = 0.160 kg。
每秒米的速度：v =（3 / 3.6）m / s = 0.8333 m / s
运动量或动量p的计算公式如下：p = m * v = 0.1333 kg * m / s，
练习2
前椎间盘的摩擦被认为是零，因此只要没有改变椎间盘的直线运动，动量就可以保留。但是，已知有两个力作用在圆盘上：圆盘的重量和地板施加在圆盘上的接触力或法向力。
计算以牛顿为单位的法向力的值及其方向。
解
由于动量得以保留，因此冰球上的合力必须为零。重量垂直向下指向，并且有效：P = m * g = 0.16 kg * 9.81 m /s²
法向力必须抵消重量，因此它必须垂直指向上，其大小为1.57N。
感兴趣的文章
现实生活中牛顿定律的例子。
参考文献
- 阿隆索M.，芬恩E.物理卷I：力学。1970年。FondaEducativo Interamericano SA
- 休伊特，体育。概念物理科学。第五版。皮尔森 67-74。
- 年轻，休。大学物理与现代物理学。第14版Ed Pearson。105-107。