Bewegung eines Teilchens in einer Dimension
Gleichmäßige Bewegung
Nach dem ersten Newtonschen Gesetz (auch als Trägheitsprinzip bekannt) bleibt ein Körper ohne auf ihn einwirkende Nettokraft entweder in Ruhe oder bewegt sich entsprechend seiner ursprünglichen Bewegungsbedingung mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in einer geraden Linie weiter. Tatsächlich gibt es in der klassischen Newtonschen Mechanik keinen wichtigen Unterschied zwischen Ruhe und gleichmäßiger Bewegung in einer geraden Linie; Sie können als der gleiche Bewegungszustand angesehen werden, den verschiedene Beobachter sehen, wobei sich einer mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Teilchen bewegt, der andere sich mit konstanter Geschwindigkeit in Bezug auf das Teilchen bewegt.
Obwohl das Trägheitsprinzip der Ausgangspunkt und die Grundannahme der klassischen Mechanik ist, ist es für das ungeübte Auge weniger als intuitiv offensichtlich. In der aristotelischen Mechanik und in der gewöhnlichen Erfahrung neigen Objekte, die nicht geschoben werden, dazu, zur Ruhe zu kommen. Das Trägheitsgesetz wurde von Galileo aus seinen oben beschriebenen Experimenten mit Kugeln abgeleitet, die über geneigte Ebenen rollen.
Für Galileo war das Trägheitsprinzip von grundlegender Bedeutung für seine zentrale wissenschaftliche Aufgabe: Er musste erklären, wie es möglich ist, dass wir diese Bewegung nicht spüren, wenn sich die Erde wirklich um ihre Achse dreht und die Sonne umkreist. Das Prinzip der Trägheit hilft, die Antwort zu geben: Da wir zusammen mit der Erde in Bewegung sind und unsere natürliche Tendenz darin besteht, diese Bewegung beizubehalten, scheint uns die Erde in Ruhe zu sein. Somit war das Trägheitsprinzip, weit davon entfernt, eine Aussage des Offensichtlichen zu sein, einst ein zentrales Thema wissenschaftlicher Auseinandersetzungen. Bis Newton alle Details aussortiert hatte, war es möglich, die kleinen Abweichungen von diesem Bild genau zu berücksichtigen, die durch die Tatsache verursacht wurden, dass die Bewegung der Erdoberfläche keine gleichmäßige Bewegung in einer geraden Linie ist (die Auswirkungen der Rotationsbewegung werden diskutiert unten). In der Newtonschen Formulierung wird die allgemeine Beobachtung, dass Körper, die nicht gedrückt werden, dazu neigen, zur Ruhe zu kommen, auf die Tatsache zurückgeführt, dass auf sie unausgeglichene Kräfte wie Reibung und Luftwiderstand wirken.
Wie bereits erwähnt, kann man sagen, dass ein bewegter Körper einen Impuls hat, der dem Produkt seiner Masse und seiner Geschwindigkeit entspricht. Es hat auch eine Art von Energie, die ausschließlich auf seine Bewegung zurückzuführen ist, die kinetische Energie. Die kinetische Energie eines mit der Geschwindigkeit v bewegten Massenkörpers m ist gegeben durch
