Vlak se může rozjet jen když zabere lokomotiva a třeba míč se začne pohybovat jen když ho hodíme nebo do něj kopneme. Pozorováním dalších těles potvrdíme, že žádné těleso se bez působení sil neuvede do pohybu, ale také se nezastaví, pokud v pohybu je. Ale i tělesa, která se dostávají do pohybu zdánlivě sama od sebe, k tomu potřebují jiná tělesa. Třeba člověk a ostatní zvířata se můžou pohybovat, protože se při chůzi opírají o zemský povrch, raketa letí proto, že se spousta vyvrhovaných plynů opírá o okolní vzduch. Můžeme to shrnout: Těleso zůstává v klidu, pokud na ně nepůsobí silovými účinky jiné těleso.
Podobně pokud cyklista na vodorovné silnici přestane šlapat, pohyboval by se (v případě, že by na něj nepůsobila silou žádná další tělesa) rovnoměrně přímočaře navždy. V praxi tento jev nepozorujeme, protože cyklistu brzdí odporová síla vzduchu a silnice. Něco takového bychom mohli pozorovat ve vesmíru, kde pohyb nebrzdí žádné odporové síly. Jestliže ve vesmíru, kde není v dosahu žádné velké těleso, hodíme kámen, bude se pohybovat stále stejnou rychlostí a stejným směrem (rovnoměrně přímočaře). Podobně to platí i pro směr pohybu. Narazí–li koule koulející se po vodorovné rovině na jiné těleso nebo setká–li se s nerovnostmi, změní směr rychlosti (směr pohybu). Odtud tedy plyne, že těleso, které je v pohybu, bez silového působení jiných těles svůj pohybový stav nezmění.
Galileo Galilei.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.
Tyto poznatky jsou známy přes tři sta let, ale náznaky se objevují již v Aristotelových spisech – přestane–li působit příčina pohybu, přestává ihned pohyb (cessante causa cessat effectus). Již v roce 1619 Johannes Kepler uvedl, že se tělesa samovolně (bez působení síly) neuvedou z klidu do pohybu. Galileo Galilei při zkoumání volného pádu zjistil, že ke každé změně pohybu je nutná síla. Konečný tvar zákonu dal až Isaac Newton v tzv. prvním Newtonově pohybovém zákonu. K této formulaci se propracovával během 20 let a je to 9. verze.
Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum illum mutare.
Těleso zůstává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud na ně nepůsobí silovými účinky jiné těleso.
Vlastnost tělesa zůstávat v určitém pohybovém stavu ve stále stejném směru, tedy v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, označujeme jako setrvačnost (setrvačnost není síla!!). Vliv setrvačnosti se projevuje velmi často, např. při rozjíždění a brždění dopravních prostředků. Při autonehodách je neupoutaný řidič vržen na volant a dochází tak k vážným zraněním. Vlivem setrvačnosti dochází také k uvolnění špatně upevněného nákladu při rozjíždění.
Použité zdroje:
[1] ČERNOHORSKÝ, M. – MUSILOVÁ, J. Newtonovy pohybové zákony – retrospektiva a současnost. Československý časopis pro fyziku, č. 2, roč. 2021, svazek 71, s. 116-133. ISSN 0009-0700.
[2] KUBĚNA, J. O Newtonových a Keplerových zákonech aneb, jak asi Newton na své zákony přišel. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, duben 1998, roč. 7, č. 7-8, s. 409-416, 472-482. ISSN 1210-1761.
