Včasné porozumění motionEdit
Před renesancí byla nejběžněji přijímaná teorie pohybu v západní filozofii založena na Aristotelovi, který kolem roku 335 př. Při absenci vnější hnací síly by se všechny objekty (na Zemi) zastavily a pohybující se objekty by se pohybovaly jen tehdy, pokud by k tomu byla síla, která je k tomu přiměla. Aristoteles vysvětlil pokračující pohyb projektilů, které jsou odděleny od svého projektoru, působením okolního média, které projektilem nějakým způsobem pokračuje. Aristoteles dospěl k závěru, že takový násilný pohyb v prázdnotě je nemožný.
Navzdory svému obecnému přijetí byla Aristotelova koncepce pohybu několikrát zpochybňována významnými filozofy po téměř dvě tisíciletí. Například Lucretius (následující, pravděpodobně Epicurus) uvedl, že „výchozím stavem“ hmoty byl pohyb, ne stagnace. V 6. století John Philoponus kritizoval rozpor mezi Aristotelovou diskusí o projektilech, kde médium udržuje projektily v chodu, a jeho diskusí o prázdnotě , kde by médium bránilo pohybu těla. Philoponus navrhoval, aby pohyb nebyl udržován působením okolního média, ale nějakou vlastností předanou objektu, když byl uveden do pohybu. I když to nebyl moderní koncept setrvačnost, protože stále existovala potřeba moci udržet tělo v pohybu, ukázalo se to zásadním krokem tímto směrem. Tento názor byl silně oponován Averroesem a mnoha akademickými filozofy, kteří podporují ed Aristoteles. Tento názor však nezůstal bez povšimnutí v islámském světě, kde měl Philoponus několik příznivců, kteří jeho myšlenky dále rozvíjeli.
V 11. století perský polymath Ibn Sina (Avicenna) tvrdil, že projektil v vakuum by se nezastavilo, pokud nebude přijato.
The theory of impetusEdit
V ve 14. století Jean Buridan odmítl představu, že majetek vytvářející pohyb, který nazval impulsem, se spontánně rozptýlil. Buridan zastával názor, že pohybující se objekt by byl zatčen odporem vzduchu a hmotností těla, které by se postavilo proti jeho podnětu. Buridan rovněž tvrdil, že se podnět zvyšoval s rychlostí; jeho počáteční myšlenka podnětu byla v mnoha případech podobná Cesty k modernímu konceptu hybnosti. Navzdory zjevné podobnosti s modernějšími myšlenkami setrvačnosti Buridan viděl svou teorii pouze jako modifikaci Aristotelovy základní filozofie, zachovávající mnoho dalších peripatetických názorů, včetně přesvědčení, že stále existuje zásadní rozdíl mezi objektem v pohybu a objektem v klidu. Buridan také věřil, že impuls může mít nejen lineární, ale i kruhový charakter, což způsobí, že objekty (například nebeská tělesa) se budou pohybovat v kruhu.
Na Buridanovu myšlenku navázal jeho žák Albert Saský (1316–1390) a Oxfordské kalkulačky, které prováděly různé experimenty, které dále podkopávaly klasický aristotelovský pohled. Jejich práce zase rozpracovala Nicole Oresme, která byla průkopnicí praxe demonstrace zákonů pohybu ve formě grafů.
Krátce předtím, než Galileova teorie setrvačnosti, Giambattista Benedetti upravil rostoucí teorii podnětu tak, aby zahrnoval samotný lineární pohyb:
„… část tělesná hmota, která se pohybuje sama, když na ni byl impuls podveden jakoukoli vnější hybnou silou, má přirozenou tendenci pohybovat se po přímočaré, nikoli zakřivené dráze. „
Benedetti uvádí pohyb horniny v závěsu jako příklad inherentního lineárního pohybu objektů, f orced into kruhový pohyb.
Classical inertiaEdit
Podle historika vědy Charlese Coulstona Gillispieho setrvačnost „vstoupila do vědy jako fyzický důsledek Descartovy“ geometrizace vesmírné hmoty v kombinaci s neměnnost Boha. „
Galileo Galilei
Princip setrvačnosti, který vznikl u Aristotela pro „pohyby v prázdnotě“, uvádí, že předmět má tendenci odolávat změně pohybu. Podle Newtona zůstane objekt v klidu nebo v pohybu (tj. Udržuje svou rychlost), pokud na něj nebude působit čistá vnější síla, ať už je výsledkem gravitace, tření, kontaktu nebo jiné síly. Aristotelské rozdělení pohybu na pozemské a nebeské se stalo stále problematičtější tváří v tvář závěrům Mikuláše Koperníka v 16. století, který tvrdil, že Země není nikdy v klidu, ale je ve skutečnosti v neustálém pohybu kolem Slunce.Galileo ve svém dalším vývoji modelu Copernican poznal tyto problémy s tehdy přijatelnou povahou pohybu a, alespoň částečně, jako výsledek zahrnoval přepracování Aristotelova popisu pohybu v prázdnotě jako základního fyzikálního principu :
Tělo pohybující se na rovném povrchu bude pokračovat stejným směrem konstantní rychlostí, pokud nebude narušeno.
Galileo píše, že„ všechny odstraněné vnější překážky, těžké tělo na sférickém povrchu soustředném se zemí se udrží ve stavu, ve kterém bylo; pokud je umístěn v pohybu na západ (například), bude se v tomto pohybu udržovat. “Tento pojem, který historici vědy nazývají„ kruhová setrvačnost “nebo„ horizontální kruhová setrvačnost “, je předchůdcem, ale odlišným od, Newtonova představa přímočaré setrvačnosti. Pro Galilea je pohyb „vodorovný“, pokud nenese pohybující se tělo směrem ke středu Země nebo od něj, a pro něj „by se například loď, která kdysi dostala nějaký popud přes klidné moře, pohybovala nepřetržitě po celém světě, aniž bychom se kdy zastavili. “
Je třeba také poznamenat, že Galileo později (v roce 1632) dospěl k závěru, že na základě tohoto počátečního předpokladu setrvačnosti není možné poznat rozdíl mezi pohybujícím se objektem a stacionární bez nějakého vnějšího odkazu k porovnání. Toto pozorování se nakonec stalo základem pro Alberta Einsteina k rozvoji teorie speciální relativity.
Prvním fyzikem, který se úplně odtrhl od aristotelovského modelu pohybu, byl Isaac Beeckman v roce 1614.
Pojmy setrvačnosti v Galileových spisech by později Isaac Newton zpřesnil, upravil a kodifikoval jako první ze svých zákonů pohybu (poprvé publikováno v Newtonově díle Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687):
Každé tělo vytrvá ve stavu odpočinku nebo rovnoměrného pohybu v pravé linii, pokud není nuceno tento stav změnit působením sil.
Od prvního vydání Newtonovy pohybové zákony (a včetně tohoto prvního zákona) tvoří základ pro obor fyziky známý jako klasická mechanika.
Termín „setrvačnost“ poprvé představil Johannes Kepler ve svém Epitome Astronomiae Copernicanae (publikovaném ve třech částech s z let 1617–1621); význam Keplerova termínu (který odvodil z latinského slova pro „nečinnost“ nebo „lenost“) však nebyl úplně stejný jako jeho moderní výklad. Kepler definoval setrvačnost pouze ve smyslu odporu vůči pohybu, ještě jednou na základě předpokladu, že odpočinek byl přirozený stav, který nepotřeboval vysvětlení. Teprve v pozdější práci Galileo a Newton sjednotili odpočinek a pohyb v jednom principu, že termín „setrvačnost“ mohl být aplikován na tyto pojmy jako dnes .
Navzdory tomu, že koncept definoval tak elegantně ve svých pohybových zákonech, ani Newton ve skutečnosti nepoužíval výraz „setrvačnost“ k označení svého prvního zákona. Ve skutečnosti se Newton původně díval na jev, který popsal ve svém prvním pohybovém zákoně způsobeném „vrozenými silami“ inherentními v hmotě, které odolávaly jakémukoli zrychlení. Vzhledem k této perspektivě a půjčování od Keplera Newton přisuzoval termín „setrvačnost“ ve smyslu „vrozené síly vlastnící předmět odolává změnám v mot ion“; Newton tedy definoval „setrvačnost“ tak, že znamená příčinu jevu, spíše než samotný jev. Newtonovy původní myšlenky „vrozené odporové síly“ však byly nakonec z různých důvodů problematické, a proto většina fyziků již těmito pojmy nepřemýšlí. Jelikož žádný alternativní mechanismus nebyl snadno přijat, je nyní obecně přijímáno, že nemusí být ten, o kterém víme, že termín „setrvačnost“ znamená jednoduše samotný jev, spíše než jakýkoli inherentní mechanismus. Nakonec tedy „setrvačnost“ v moderní klasické fyzice začala být názvem pro stejný jev popsal Newtonův první zákon pohybu a oba pojmy jsou nyní považovány za rovnocenné.
RelativityEdit
Albert Einsteinova teorie speciální relativity, jak byla navržena v jeho 1905 příspěvek s názvem „O elektrodynamice pohybujících se těl“ byl postaven na porozumění setrvačným referenčním rámcům vyvinutým Galileem a Newtonem. Zatímco tato revoluční teorie významně změnila význam mnoha newtonovských konceptů, jako je hmotnost, energie a vzdálenost, Einst Koncept setrvačnosti zůstal nezměněn od Newtonova původního významu. To však vedlo k omezení vlastnímu speciální relativitě: princip relativity mohl platit pouze pro inerciální referenční rámce.K řešení tohoto omezení vyvinul Einstein svoji obecnou teorii relativity („The Foundation of the General Theory of Relativity“, 1916), která poskytla teorii zahrnující neinertiální (zrychlené) referenční rámce.