牛顿第一定律
niú dùn dì yī dìng lǜ
牛顿第一定律指出，物体在不受不平衡力作用时，将保持静止或匀速直线运动。
Definition
牛顿第一定律说的是，物体会一直保持它原本的运动状态：静止的物体保持静止，运动的物体沿直线继续运动，除非有力推它或拉它。它也被称为惯性定律，指出物体会保持恒定速度（即沿直线保持恒定速率）运动，除非受到不平衡力的作用，因此合力为零的平衡力无法改变物体的运动状态。用符号表示，如果 $\sum \vec{F} = 0$，那么 $\vec{a} = 0$，$\vec{v}$ 保持不变。除了是第二定律的一个特例之外，第一定律还定义了惯性参考系：在这种参考系中，不受力的物体沿直线做匀速运动。在一个加速的非惯性参考系中，物体看起来会在没有可辨明的力的情况下加速，因此必须引入虚拟力才能让牛顿定律继续成立。
Example
当汽车突然停下时，你的身体会继续向前运动，直到安全带把你拦住；你的身体正是在遵循牛顿第一定律。一个以 $8\ \text{m/s}$ 在光滑冰面上滑动的冰球，会以接近 $8\ \text{m/s}$ 的速度滑过整个冰场，因为几乎没有摩擦力，而在粗糙的地面上，摩擦力作为不平衡力会很快让它停下。悬挂在公交车里的一个摆，当公交车以 $2\ \text{m/s}^2$ 向前加速时，会向后摆动。从道路这个惯性参考系看，摆锤只是滞后了一拍，在绳子把它带动之前一直遵循第一定律；从车内看，这看起来像是一个大小为 $m \times 2\ \text{m/s}^2$ 的神秘的向后的力。
Key Insight
物体不会自己慢下来。一个滚动的球停下来是因为摩擦力顶着它，而不是因为它"用完了"运动，桌布可以从盘子下面猛地抽出，是因为盘子的惯性让它们保持原位，而短暂而微小的摩擦力不足以把它们一起带走。这个想法推翻了亚里士多德关于运动需要持续推力的说法。伽利略的斜面实验表明，没有摩擦力时球会永远滚下去，牛顿正是把这一发现作为力学的基石。