本文解释了牛顿第一定律（也称为惯性定律）的内容。除了牛顿第一定律的陈述之外，您还将看到该定律及其数学公式的示例。最后，您将能够逐步解决牛顿第一定律的练习。
牛顿第一定律是什么？
牛顿第一定律的陈述，也称为惯性定律，规定如下：
如果没有外力作用，物体保持静止或匀速运动。换句话说，必须向物体施加力才能改变其运动或静止状态。
例如，静止在地面上的物体在受到力作用之前不会移动。
因此，牛顿第一定律意味着，如果一个物体做匀速直线运动，就意味着没有外力作用在它身上或者整个系统的合力为零。
牛顿定律总共有三个，我们刚才看到的也称为惯性原理，第二定律或动力学基本原理，以及第三定律或作用和反作用原理。
从逻辑上讲，这三个定律是以物理学家艾萨克·牛顿的名字命名的，因为他是第一个在他的著作《自然哲学的数学原理》中解释它们的人。该出版物被认为是物理学的支柱之一。
牛顿第一定律的例子
考虑到牛顿第一定律（或惯性定律）的定义，我们将在下面分析该规则的几个例子。
- 牛顿第一定律的一个明显例子是放在地板上的沙发。如果不对沙发施加力，它就不会移动并保持静止。但如果用足够大的力推动沙发，沙发就会获得速度，从而改变其运动状态。
- 牛顿第一定律的另一个例子是太空探测器在太空中以恒定速度移动。一旦克服了行星的引力影响，太空中就不存在摩擦力或任何其他力。因此，太空探测器在太空中以恒定速度移动，因为没有力作用在它上面。
- 以恒定速度移动的汽车也是牛顿第一定律（或惯性定律）的一个例子，因为要在没有加速度的情况下移动，合力必须为零。当汽车向前移动时，会产生一个与运动相反的摩擦力，因此要以恒定速度移动，汽车的发动机必须施加大小和方向相同但方向相反的力。这样，两个力相互对抗，汽车以相同的速度移动。
牛顿定律的第一个公式
为了加深牛顿第一定律的概念，在本节中我们将看到表达该定律的公式。
从数学上讲，牛顿第一定律的公式指出，如果系统力的总和为零，则该系统的加速度也为零。反之亦然。
同样，如果力的总和为零，则意味着动量（或线性动量）恒定。
无论如何，这些表达式只是用来通过代数来表达规律。重要的是你要理解牛顿第一定律的含义，并且所有力的总和必须为零才能使它成立。
解决了牛顿第一定律的练习
练习1
电梯需要多大的力才能举起7公斤的物体？
解决这个问题我们要做的第一件事就是计算地球对物体施加的重力。为此，我们使用重力公式：
因此，根据牛顿第一定律，如果电梯向上施加 68.67 N 的垂直力，则物体将保持静止，因为合力为零。因此，电梯必须施加大于 68.67 N 的力才能开始上升。
练习2
电梯提升质量为 100 公斤的物体。在任何给定时间，抵抗运动的摩擦力为 300 N，缆绳施加的向上力为 1100 N。电梯是加速、减速还是匀速移动？
首先，我们用重量公式计算地球对人体施加的引力：
因此，将电梯向下拉的所有力的总和为：
另一方面，推动电梯向上的唯一力量是缆绳。
因此向下的力的总和大于向上的力，因此电梯在该点减速。
