La primera llei de Newton és una llei fonamental de la dinàmica, és a dir dels moviments dels cossos. Aquesta llei va ser desenvolupada per Isaac Newton i també es diu habitualment llei d'inèrcia perquè la inèrcia és la resistència al canvi (velocitat constant).
La primera llei de Newton estableix que:
“Tot cos continua en estat de repòs o moviment uniforme en línia recta a no ser que sigui compel·lit a canviar aquest estat per forces imposades sobre ell.”
Si un objecte té una acceleració nul·la si està en un estat de repòs o de moviment rectilini uniforme. Per tant, aquesta llei també es pot expressar de la manera següent: “Si sobre un objecte no s'exerceix cap força externa, l'acceleració de l'objecte és zero.”. La força que fa un objecte és proporcional al producte de la massa per l'acceleració.
Exemples de la primera llei de Newton
Un dinamòmetre
Una aplicació comuna és pesar un objecte en un dinamòmetre. En col·locar un objecte al dinamòmetre l'objecte experimentarà dues forces en adreces oposades:
-
una força neta que l'empenyerà cap avall (força de la gravetat).
-
Daltra banda, el dinamòmetre exercirà una força de reacció en sentit contrari pel principi dacció reacció.
Quan la força exercida pel dinamòmetre s'iguali per força provocada pel pes de l'objecte, el cos romandrà en repòs. Per tant, s'aplica la llei d'inèrcia: si la suma de les forces actuant sobre l'objecte és zero, l'acceleració és nul·la.
La rotació dels planetes al Sistema Solar
Els planetes giren al voltant del Sol gràcies a la força de gravetat del Sol. Sense la presència del Sol, els planetes descriurien una trajectòria lineal amb una velocitat constant. Tot i això, el Sol exerceix una força centrípeta sobre els planetes que provoca una acceleració centrípeta que fa variar constantment la seva trajectòria provocant que girin al seu voltant.
Sistemes de referències de la primera llei de Newton
La primera llei d'inèrcia no es pot aplicar a tots els sistemes de referència.
Apliquem la llei a una pedra (objecte “A”) situada a un carrer (sistema de referència 1) sobre el qual no s'aplica cap força.
L'acceleració de la pedra respecte del sistema de referència 1 és zero i, per tant, es compleix la llei d'inèrcia.
Ara suposem que un cotxe (sistema de referència 2) està accelerant respecte al sistema 1. En aquest cas, un observador situat al cotxe veuria la pedra accelerar sense que se li apliqués cap força. Per tant, la llei d'inèrcia no es pot aplicar a cap sistema de referència si està accelerat respecte del primer sistema.
La primera llei de Newton només es pot aplicar a un tipus de sistema de referència especial. Aquest sistema s'anomena sistema de referència inercial. Perquè un sistema de referència sigui inercial s'ha de moure amb una velocitat relativa constant respecte del primer sistema de referència.
