Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона – про компенсацию?

В различных учебниках можно встретить различные формулировки первого закона Ньютона, то есть первого (базового) закона динамики. Напомним, что сам закон был открыт не Ньютоном, а Галилеем, но лишь благодаря Ньютону была осознана роль этого закона в физике как базиса для всей динамики. Именно Ньютон включил закон инерции Галилея в число трех основных законов динамики.

Великий Ньютон сформулировал этот закон так: «Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние». Заметим, что Ньютон ничего не говорит о системах отсчета, в которых названное им состояние/состояния тела будут или не будут сохраняться. Но ведь говорить-то надо! Однако это не обязательно (да и нежелательно) делать в самой формулировке закона.

Приведем аналогию. Например, закон Ома для участка цепи I=U/R имеет следующие границы применимости: металлы и их сплавы в твердом и жидком состоянии (не газообразном), газы при малых напряженностях электрического поля в них (при большой напряженности уже будет происходить нелинейная вторичная ионизация электронным ударом), а также – главное – постоянство температуры того вещества, к которому мы применяем формулу I=U/R. Все эти пояснения, как правило, даются вне формулировки закона, объединясь общим термином «границы применимости» закона Ома для участка цепи.

Знаменитый популяризатор физики для школьников А.В.Перышкин формулирует первый закон динамики так: «Если на тело не действуют другие тела, то оно сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения», и на этом ставится точка – ИСО даже не упоминаются (см., напрмер, «Курс физики: часть 1, издание 13», страница 59. Москва, Просвещение, 1967 г.). То есть границы применимости этого закона также никак не обсуждаются. Это и не удивительно, поскольку эра космических полётов только начиналась, и понятие ИСО не было востребованным в физике.

Не менее знаменитые реформаторы школьной физики И.К.Кикоин и А.К.Кикоин, которые ввели в школу векторное изложение механики (изучаемое нами в 9 классе по сей день), дают свою формулировку первого закона динамики: «Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела (или действие других тел компенсируется)». Заметим: конец фразы сами авторы поместили в скобки (см., например, «Физика, учебник для 8 класса, издание 7», страница 67, Москва, Просвещение, 1984 г.).

Для справки. Легендарный «Элементарный учебник физики п/ред Г.С.Ландсберга, издание 10», страница 78, Москва, Наука, 1985 г.) так формулирует первый закон Ньютона: «Если на тело не действуют никакие другие тела, то оно сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения относительно Земли». К этой авторской формулировке редактор 10-го издания учебника делает примечание: ... относительно Солнца, когда координатные оси направлены на неподвижные звезды. Не будем обсуждать что такое «неподвижные звезды» и относительно чего они неподвижны, заметим лишь, что проблема ИСО затрагивается как в авторском тексте учебника, так и в редакторском примечании.