Відверто кажучи, закон інерції не тільки не оправдав себе, а являється гальмом і дороговказом до оманливості і тільки! Через нього вчені змушені були, довірившись йому як істинному, правду називати неправдою і цим самим рухати науку не вперед до впізнання ще не розкритих сторін матеріального світу, а тупцювати на одному місці, прикованими до стовпа цього закону. (Тут мається на увазі пізнання таємниць небесної механіки).

Якщо розкласти цей закон на "лопатки" і судити з усією суворістю, то :
По-перше, це закон не інерції, а закон інертності. В першій половині його формулювання говориться так: "Якщо на тіло не діє ніяка сила, воно буде перебувати в стані спокою". Оце і вся його заслуга. Тут сказано правильно і цілком по-природньому. Цього ніхто не заперечив і не заперечить ніколи. Істина - і є істина.
По-друге, цей закон являється не науковим, а антинауковим. Хоч як би це слово не різало у вухах і дошкуляло совість, але правду нікуди дівати.

Чому ньютонівський закон інерції є антинауковим

То в чім же полягає його антинауковість? В буквальному змісті слова його антинауковість полягає ось в чім. "Всяке тіло рухається прямолінійно з постійною швидкістю, якщо на нього не діє сила, що змінює швидкість тіла". (Ерік Роджерс "Физика для любознательных" с. 244).

Якщо вже прийнято цей закон називати законом інерції в буквальному розумінні слова, то і в буквальному розумінні цього слова потрібно ставити вимоги до сформульованого.

Найістотніше, що вимагається від закону - це служіння справі науки і самій людині в її житті і практичній діяльності. Тому першим чином ставиться запитання: Чи існує де-небудь у Всесвіті такий куточок вільного простору, щоб там не діяли ніякі сили? Немає.

Чи може так бути, щоб на тіло не діяли ніякі сили, тим паче на те, що рухається у вільному просторі? Не може бути.

То на основі чого пропонувати те, що нездійснене?

Чи може будь-яке тіло ("всяке тіло") само по собі пуститися в рух прямолінійний і рівномірний до безконечності? Це неможливо.

То на основі яких міркувань таке формулювання прийнято називати законом інерції? Хіба можна побудувати споруду без фундаменту, без будь-яких найелементарніших підпор? Ні. Отак і цей закон висить в повітрі без належного йому фундаменту і підпор.

Галілеєвський дослід лише дав натяк на ідею, для розуміння якої потрібні були не тільки очі, а й глибоко-вдумливе осмислювання можливого і неможливого поза межами практичної перевірки правильності поставленого досліду.

Якщо кулька, скотившись з "гірки" і далі продовжувала котитися прямолінійно і рівномірно на коротенькому відрізку шляху, то це ще не означало, що даний  наочний приклад можна прирівнювати до руху тіл у більш широких масштабах простору.

Дивитися, як котиться кулька і спостерігати за рухом планет, щоб відшуковувати в них щось спільне - це ще досить далеко до виведення закону інерції.

Пристосовуваність до ньютонівського закону інерції, можливо, й породило таку тенденцію, коли речі не називають своїми іменами.

Прикладом такого може бути загальновживане  "універсальне" слово "прискорення". Вживають його в літературі і науковій і в підручниках шкільних двозначно: і тоді, коли потрібно показати зростаючу швидкість руху, і тоді, коли швидкість спадає. Адже це два протилежних значення руху. В народній мові якось більш правдоподібно звучить ознака цих дій: прискорення руху, сповільнення руху. Адже ж для цього людина і придумала імена: Іван, Марія, щоб зразу ставало зрозумілим, про яку стать іде мова. А в науці Іваном називають обидві статі.

Якщо на рухоме тіло, на яке діють сили опору тертя, опору повітря і воно сповільнює свою швидкість, то яка тут мова може бути про прискорення? Видно, науковці намагаються спростити термінологію, щоб легше було оперувати. А навпаки виходить - це ще більше затрудняє роботу мислення, побудови уяви, осмислюванню стану речей і т.п.

В науці прийнято говорити: "Після припинення роботи двигунів ракети виведений супутник на орбіту почав рухатися з прискоренням". От і спробуй згідно семантичного значення слів осмислити дійсний стан супутника. А в буквальному розумінні цих слів виходить, що супутник сам почав рухатися швидше а ніж тоді, коли його підштовхувала ракета. Хто в цім винен? Чи не краще речі називати своїми іменами?

Зміна закону інерції і можлива і необхідна

Якщо прибирати місце від чогось зайвого, то щоб воно не було пустим, потрібно там поставити щось необхідне і корисне. Так же говорить народна мудрість? Якщо наважитись змістити ньютонівський закон інерції як непридатний і не корисний для науки, то обов’язково потрібно його чимось і замінити. Краще ж щось, що-небудь чим зовсім нічого.

Які ж вимоги до закону інерції і що він повинен охоплювати, щоб на чомусь базуватися і бути дійовим в механіці? 
1.Закон інерції повинен нагадувати про себе скрізь там, де відбувається рух тіл, де є швидкість.
2. Пояснювати і той рух, про який не сказано у формулюванні - криволінійний рух.
3. На основі закону інерції повинна стати зрозумілою суть небесної механіки.

Тобто, згідно цього закону повинно відшуковуватись пояснення причин руху планет навколо центру системи в першу чергу. Йоган Кеплер відкрив закони руху планет навколо Сонця. Ісаак Ньютон на основі цих законів відкрив закон всесвітнього тяжіння. Наука от уже декілька століть скористовується цими законами, а пояснення їх суті так і не знайдено до цього часу.

Фрідріх Енгельс дуже правильно сказав про таке становище, яке не змінилося й до цього часу: "Ньютонівське тяжіння... не пояснює, а показує наочно сучасний стан руху планет". Цими ж самими словами Енгельса можна сказати і про закони Кеплера.

Відсутність чіткого, доступного розумінню формулюванні закону інерції призвело до цілого ряду помилкових поглядів в області механіки та астрономії. Іноді й дивно стає, що людина своєю практичною діяльністю зуміла набагато важчі справи розв'язати, домогтися таких успіхів, які не так в далекому минулому, менше сотні років тому назад показувались нездійсненними. А от осмисленно пояснити, як і заради чого, заради яких сил природи діє її творіння, не в змозі. Це стосується сучасної епохи бурного розвитку космонавтики, про що й вестиметься розмова окремо.

А поки-що продовжимо розмову про сутність самого закону інерції.

Підводне каміння закону інерції

Найголовнішим і найсуттєвішим в даному законі є найдивовижніша властивість матеріальних тіл зберігати довгочасний стан руху у вільному просторі від короткочасного імпульсу сили. Хіба це не викликає подиву? Але це настільки буденна і звичайна річ, з якою людина стикається кожну мить, що й ніхто не задумувався над цим. Всяк скаже, що тут немає чогось особливого, чи незрозумілого. Така вже властивість матеріальних тіл - прослідувала б відповідь від кожного, кого б не запитати.

Але в чім суть цієї властивості? Які закони матерії в цім криються? Це ще теж загадка і, мабуть, немаловажного значення. Скажемо, властивість води змочувати одні речовини і розчиняти їх, а від других речовин відмовляється і змочувати і розчиняти. Тут пояснення мається на основі молекулярно-кінетичної теорії. Прикладів таких досить, де тіла чи речовини, чи навіть явища мають певні властивості, суть яких цілком і зрозуміло пояснюється і є вичерпною. А от пояснення цієї властивості тіл ще не зачеплено.

Не менш дивовижною властивістю тіл, що рухаються вільно у просторі - це властивість зберігати прямолінійний напрямок.

Якби, припустимо, на земній поверхні не існувало тяжіння, але з незмінним середовищем, ми могли б спостерігати цікаву картину руху тіл. Кинутий горизонтально будь-який предмет, не описував би криволінійної траєкторії і не падав би так швидко додолу, а довго рухався б по прямій, поступово зменшуючи швидкість через опір і тертя повітря. До кінцевої зупинки він підходив би досить повільно але в незмінному напрямі.

Практично прямолінійних рухів тіл, що з швидкістю проносяться у вільному просторі на солідну дистанцію, в природі не існує, особливо на поверхні планетного тіла. З якою б силою не кинуто тіло чи то мускульною енергією чи при допомозі хімічної, всякого тіла траєкторія буде криволінійна і при чім тільки в вертикальній площині. Звісно, це наслідок земного тяжіння, яке в кожну мить притягує дане тіло до центру тяжіння. А якщо замислитись над такою криволінійною траєкторією руху тіла з філософської точки зору? Що вона собою являє? Який її зміст? Фізичний зміст такого руху кожному зрозумілий, але без філософського підходу зміст такого розуміння далеко ще не повний.

Криволінійний рух тіла у вільному просторі - це не що інше як безперервна боротьба двох сил, де одна намагається перемогти другу. Сила земного тяжіння - це лише частка володаря Всесвіту над матеріальними утвореннями. Земному тяжінню підвладні всі матеріальні утворення, які перебувають в сфері його впливу. Всі тіла воно намагається повсякчасно утримувати якнайближче до свого центру і скористовується найменшою нагодою, аби поближче до себе притягнути. Але так як на шляху до центру постає непереборна перешкода - товща багатокілометрова уже раніше зібраної речовини у вигляді суцільного тіла - земної кори, а глибше - мантії, будь-яке тіло зустрівшись з такою перешкодою переходить в стан так званого динамічного спокою на опорі. Якщо ж тіло з причини яких-то інших сил залишає опору і стан спокою, земне тяжіння з незмінною силою намагається повернути його в попередній стан - вимушеного спокою.

І от криволінійна траєкторія руху тіла якраз і являє собою арену боротьби двох сил - постійно діючої природньої і нововиниклої найчастіше штучної. Об'єктом або посередником цієї боротьби сил і являється рухоме тіло, як носій сили.

Як саме ведеться боротьба? Тут в простому змісті досить глибокий смисл, хоч акт дії наочно простий.

Тіло рухається по криволінійній траєкторії. Воно описує дугу і в кожну послідуючу мить все ближче і ближче наближається до поверхні землі. Між чим тут ведеться боротьба, між земним тяжінням і рухомим тілом чи, може, між чимось іншим. Тіло по своїй природі будучи в русі, намагається зберегти цей рух прямолінійним, а земне тяжіння перешкоджає такому руху - відхиляє від прямої до тих пір, поки воно не перейде в стан спокою. Тіло намагається утримати прямолінійність руху, але не в змозі і в кінці-кінців скоряється.

Хто кого переміг? (Хоч тут згідно граматики слід поставити запитання: що перемогло що?) Не задумуючись, ми скажемо: сила земного тяжіння перемогла рухоме тіло. Чи вірною буде така відповідь?

Візьмемо те ж саме тіло і запустимо в політ його вдруге. На цей раз воно довше втримається в повітрі і пройшло довший шлях. Чому? Воно з більшою силою було запущено в політ і була більша швидкість його руху - прослідує відповідь. І цілком вірно. Але чи буде така відповідь досконало повною і вичерпною? Це ще не причинність, а всього-на-всього перехідний етап спадковості. Причинність будь-якого руху тіл бере початок з прояву енергії. А тому, щоб збудити тіло до руху, потрібна повна затрата енергії. Енергія переходить в силу і т.д. Ми знову підійшли до того самого, про що вже велася розмова раніше.

Діюча складова закону механіки

Якщо між рухомим тілом на траєкторії і земним тяжінням ведеться протиборство, то основною складовою частиною такого є тільки сили. Якщо земне тяжіння називаємо силою, то протистояти такій теж повинна бути сила. В науці прийнято вважати: тіло, яке самостійно рухається в просторі, володіє енергією. І цілком вірно. Але протиборство між силою і енергією звучить якось незручно і неправдоподібно. Чи не ліпше вважати, що тіло то володіє енергією, але ця енергія проявляється у вигляді сили стійкості? Якщо на таке погодитися, то логічним буде, коли сказати, що інерція - це сила самостійно рухомого тіла, або просто - сила інерції. В народі такий вислів чомусь найкраще прижився. Свідомо чи не свідомо, але як видно, для зручності передачі стану дійсності.

Слідуючою темою розмови про інерцію вважатимемо за необхідне розглянути круговий рух тіл. Якщо до цього часу велася розмова лише про прямолінійний рух та його зміна на криволінійний, то не меншої уваги заслуговує і рух тіл по колу. Адже ж це теж рух. Хіба тут є якась відмінність принципова? Відрізняються вони лише за напрямом переміщення тіл в просторі. Навіть одне і те ж саме тіло може рухатися, як по прямій, так і по замкнутому колу. А тому не менш цікаво буде, коли і даний вид руху тіл теж розглянути всебічно.

Перш за все ставиться за мету вияснити, чи можливо застосувати тут закон інерції?

Якщо наукою прийнято вважати закон інерції фундаментальним законом механіки, а в цю область фізики входить такий розділ як рух тіл по колу, то, значить, закон інерції теж має яке-то відношення до даного розділу фізики.

Бути впевненим, що закон інерції стосується тільки руху тіл по прямій, не відшуковується аргументуючих підстав, так як рух залишається рухом в повному розумінні цього слова не залежно в якому напрямку він протікає, по якій траєкторії і яка форма цієї траєкторії. Імовірно, в науці тут ще досить слабке місце. Щоб не бути голослівними, спробуємо розглянути приклад сучасності, найбільш вагоміший в досягненні людства.

Дещо з руху штучних супутників та інших тіл

Розпочнемо словами Віктора Ноєвича Комарова, автора книги "Увлекательная астрономия", який досить влучно і правдиво сказав: "Щоб вивчити ті або інші природні закономірності, необхідно охопити нашими дослідженнями все більш і більш широкі області, в яких ці закономірності себе проявляють. Звідси безпосередньо витікає необхідність вивчення не тільки земних, але і космічних процесів".

Будемо вважати, що сказане для справжнього природодослідника повинно стати девізом і методикою. Тому, як себе проявляє закон інерції не тільки на Землі, а й в космосі, ми і спробуємо розглянути, помислити і зробити належні висновки.

Розмова вестиметься про рух штучних супутників Землі.

В шкільному підручнику фізики для 8 класу як в найдоступнішому інформаторі для найширших мас населення про рух штучних супутників Землі сказано так. "У п.56 ми бачили, як рухається тіло, якому на висоті h над землею надано початкової швидкості V в горизонтальному напрямі, тобто паралельно поверхні Землі. Тіло описує особливу траєкторію - параболу, рухаючись по якій, воно падає на Землю.

Розглядаючи такий рух тіла, ми вважали, що поверхня Землі плоска. Таке спрощення правильне для порівняно невеликих швидкостей, при яких переміщення тіла в горизонтальному напрямі невелике.

Проте насправді Земля - куля. Тому одночасно з просуванням тіла по своїй траєкторії поверхня Землі трохи віддаляється від нього - мал. 138. Зрозуміло, що можна підібрати таку величину швидкості тіла, для якої поверхня Землі внаслідок її кривизни віддалятиметься від тіла якраз на стільки, на скільки тіло наближається до Землі внаслідок притягання до неї. Тоді тіло рухатиметься на сталій відстані h від поверхні Землі, тобто, по колу радіуса  R + h, де R - радіус земної кулі. Мал. 139.

Супутники рухаються навколо Землі під дією тільки однієї сили - сили всесвітнього тяжіння. Ця сила надає супутнику і всім предметам, що містяться в ньому, однакових прискорень. У такому разі, як було вже сказано в п.54, втрачає зміст поняття ваги" п.57 с. 133.

Таке ж саме пояснення знайдемо і в книзі Ю.А. Рябова "Движения небесных тел" с. 116: "Після того, як будь-який штучний супутник Землі запущено, він рухається основним чином під дією сили притягування до Землі".

Можна впевнено сказати, що така думка є загальноприйнятою в науці. Таке спрощене поняття побутує вже декілька століть - ще з часів Ньютона, з часу, коли стало відомо про закони всесвітнього тяжіння.

"В математичних началах натуральної філософії" - пишуть В. Григор’єв і Т. Макішев - "є малюнок під № 213, що заслуговує на увагу тим, що при всій своїй простоті він дозволяє зрозуміти глибокий зв'язок між "земною" і "небесною" механікою. В підписі до цього малюнка говориться: "Кинутий камінь відхиляється під дією тяжіння від прямолінійного шляху і, описавши криву траєкторію, впаде накінець на Землю. Якщо його кинути ще з більшою швидкістю, то він впаде дальше".

Продовжуючи ці судження, Ньютон приходить до висновку, що якби не опір повітря, то при досягненні достатньої швидкості траєкторія зробиться такою, що камінь може взагалі ніколи не досягнути поверхні Землі, а стане рухатися навколо неї, подібно тому, як планети описують в небесному просторі свої орбіти".

"Таким чином - пише далі В. Григор’єв - рух планет, наприклад Місяця навколо Землі або Землі навколо Сонця, - це теж падіння, але тільки падіння, яке тягнеться безмежно довго. Причиною такого "падіння", чи це йдеться мова про дійсне падіння звичайного каменю на Землю чи про рух планет на їхніх орбітах, являється сила тяжіння".

Чи розкрито суть механізму в усій його повноті і яскравості згідно таких пояснень? Тут попросту кажучи, зіграла свою роль видима обманливість і своєю очевидністю заслонила чи не саме найголовніше.

Ньютон в свій час був стовідсотково правий і його в цім ніхто не звинувачує. Але різниця між його часом і новими поглядами на рух тіл в просторі згідно відкритих ним законів тяжіння і між нашим часом досить велика - більше трьох століть. Невже за цей час наука не розвивалася, не збагачувалася все новими і новими знаннями законів матеріального світу? Ньютон не володів знаннями законів збереження, не досконало він розумів і закони інерції. Про таке не можна сказати про сучасний стан науки і її носіїв. А от тлумачення про причини руху штучних супутників Землі ведеться ще по-ньютонівські. І як не дивно, що ревниве наслідування думок і положень майже чотирьохсотлітньої давності, нажаль, негативно позначається і на сучасному етапі розвитку науки особливо в області небесної механіки і динаміки взагалі. Тут, навіть, дуже обширна тематика обговорень сучасного становища в механіці, про що коротко аж ніяк не скажеш. А якщо й сказати, то тільки в загальному: недостатнє застосування виявлених законів природи і закономірностей для впізнання і вияснення тонкощів механізму руху. Рух - це досить складна система законів природи, хоч наочно сприймається органами нашими як щось просте і цілком зрозуміле.

Але перш чим перейти до розгляду механізму руху штучних супутників Землі, за якими законами природи відбувається цей рух, слід би розглянути й проаналізувати простіші приклади руху з побічною спадковістю такого.

Фізики часто розчленовують повноту цілої картини дій і явищ, тісно і нерозривно зв'язаних між собою, на окремі фрагменти і намагаються дати їм пояснення так же окремо, відірвано від загальної причинності, бачачи перед лише одну спадковість, що й призводить до невірних тлумачень і помилкових поглядів на оточуючі явища матеріального світу.

Хоч такий метод дослідження в науці не запроваджений, щоб почати розмову про одне і, не довівши його до повної закінченості, починати про інше, зовсім здавалося би несумісне. Хоч це і затрудняє сприймання й осмислювання суті розмови, але будемо вважати за краще не підносити готове на "тарілці", а підводити до самостійного виведення висновку з усього сказаного про щось одне спільне і визначаюче навіть до того, про що ще не велася розмова. 

Продовження в Закон інерції -2- невагомість та перевантаження