Lý thuyết Vật lí 10 Bài 14: Định luật 1 Newton

1. Quan niệm sai lầm của Aristotle (thế kỉ IV TCN)

Aristotle cho rằng: "Muốn cho một vật duy trì chuyển động thì phải có lực tác dụng lên nó; khi ngừng tác dụng lực thì vật sẽ dừng lại". Nhận định này chỉ nhìn vào hiện tượng bề ngoài (như đẩy cái bàn trên sàn, ngừng đẩy thì bàn dừng do ma sát).

2. Thí nghiệm lịch sử của Galileo Galilei (thế kỉ XVII)

Galileo làm thí nghiệm cho hòn bi lăn xuống theo một máng nghiêng và lăn tiếp lên một máng nghiêng thứ hai:

• Khi hạ thấp độ nghiêng của máng thứ hai, hòn bi phải lăn trên một quãng đường dài hơn để đạt đến độ cao ban đầu.
• Galileo suy luận: Nếu máng thứ hai nằm ngang hoàn toàn và không có ma sát, hòn bi sẽ lăn thẳng đều mãi mãi mà không bao giờ dừng lại.

Kết luận then chốt: Lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động. Ngược lại, chính lực ma sát đã làm cản trở và làm thay đổi vận tốc của hòn bi.

Năm 1687, kế thừa xuất sắc tư tưởng của Galileo, Isaac Newton đã khái quát thành định luật chuyển động đầu tiên trong tác phẩm kinh điển Principia:

Ý nghĩa sâu sắc của Định luật 1 Newton:

• Khẳng định trạng thái chuyển động thẳng đều và trạng thái đứng yên là hai trạng thái hoàn toàn tương đương về mặt động lực học (gia tốc $\vec{a} = \vec{0}$).
• Lực không sinh ra chuyển động mà lực là nguyên nhân làm thay đổi vận tốc (tạo ra gia tốc) hoặc làm vật bị biến dạng.

1. Bản chất của quán tính

Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều của nó.

Do có quán tính, mọi vật không thể thay đổi vận tốc ngay lập tức: Khi có lực tác dụng, vận tốc biến thiên dần dần qua một khoảng thời gian nhất định.

2. Biểu hiện của quán tính trong thực tế và An toàn giao thông

• Xe hãm phanh đột ngột: Hành khách bị chúi người về phía trước do phần dưới cơ thể dừng theo xe, còn phần trên vẫn tiếp tục chuyển động về phía trước theo quán tính.
• Xe đột ngột tăng tốc: Hành khách bị ngửa người về phía sau do phần thân trên có xu hướng bảo toàn trạng thái đứng yên ban đầu.
• Xe rẽ gấp sang trái: Hành khách bị nghiêng người sang phải do xu hướng bảo toàn hướng chuyển động thẳng cũ.