V minulom diely sme zistili, že gulička kotúľajúca sa po naklonenej rovine sa za každú sekundu zrýchli o rovnakú rýchlosť. Alebo inak povedané, že ma konštantné zrýchlenie. Čo ale spôsobuje toto zrýchlenie? Alebo je to prirodzený stav vecí a nespôsobuje to nič?

Všetci vieme, že rôznymi akciami môžeme ovplyvniť pohyb objektov okolo nás. Tak napríklad fúrik sa môže pohybovať preto, lebo naň tlačíme. Prirodzene sa tak môžeme pozerať na dve rôzne situácie. V prvej na pohyb objektu nebude nič pôsobiť. Takýto objekt sa bude pohybovať nejakým prirodzeným spôsobom, ktorý je proste dopredu daný. V druhej situácii môžeme na objekt nejako pôsobiť a vykloniť ho z jeho prirodzeného pohybu.

Prvým zákonom pohybu tak bude zákon o tom, ako sa objekt pohybuje pokiaľ naňho nič nepôsobí. Zvyšné zákony potom budú udávať, ako veľmi sa tento pohyb zmení pri tom ktorom vplyve – ako napríklad zákon ktorý bude hovoriť ako vietor ovplyvňuje dráhu letu šípu. Aby sme našli prvý zákon, mali by sme sa pozrieť na situácie, kde je čo možno najmenej rôznych vplyvov.

Zo skúsenosti vieme, že vertikálny a horizontálny smer sa správa rôzne – vo vertikálnom rôzne objekty zvyknú samovoľne padať či stúpať, zatiaľ čo v horizontálnom smere sa väčšinou objekty samovoľne pohybovať nezačnú. Skutočne, pokiaľ vidíme objekt položeny na zemi, ktorý sa začal samovoľne pohybovať, inštinktívne hľadáme príčinu tohto pohybu. Naša skúsenosť práve naznačuje opak – objekty, ktoré sa pohybujú v horizontálnom smere, sa zvyknú časom samovoľne zastaviť.

Keďže horizontálne smery sa správajú inak než vertikálne, zamerajme sa vo zvyšku tejto kapitoly len na horizontálne smery a vertikálny si nechajme na ďalšiu lekciu.

Náš prvý návrh vyplývajúci z našej bezprostrednej skúsenosti je ten, že v horizontálnom smere je prirodzený pohyb pohyb spomalený do kľudu. Tu nás ale naša intuícia môže zviesť zo správnej cesty. Naša intuícia by nás viedla k mechanike pripomínajúcej Aristotelovkú mechaniku. Tá síce vysvetľuje veľa vecí správne a tak by sme ňou mohli kľudne začať, má však aj veľa nedostatkov. Dnes už však vieme, že je výhodnejšie Aristotelovsku mechaniku preskočiť a ísť rovno na Newtonovskú. Tá síce tiež nevysvetľuje všetko správne – veď preto máme teóriu relativity a kvantovú fyziku, ale vysvetľuje toho dostatočne veľa a je zároveň omnoho jednoduchšia než teórie ktoré prišli po nej. Aristotelovská mechanika naopak neponúka výrazne zjednodušenie, zatiaľ čo jej rozsah platnosti je výrazne nižší než rozsah platnosti Newtonovej mechaniky a tak sa dnes táto teóriu už vôbec neučí v rámci kurzoch fyziky.

Poďme sa teda hlbšie zamyslieť a zamerajme sa na určité náznaky, že prirodzený pohyb by predsa len nemusel byť pohyb spomalený. Áno, všetky objekty, ktorá pozorujeme okolo nás sa vo svojom horizontálnom pohybe nakoniec zastavia a tento pohyb ustane, pokiaľ ich nič vo svojom pohybe neudržuje. Na druhú stranu si ale môžeme všimnúť, že rýchlosť spomalenia závisí od typu podložky, po ktorej sa pohyb vykonáva. Pokiaľ je podložka drsná, spomaľovanie je veľmi rýchle. Pokiaľ je podložka hladká, objekt sa spomaľuje len pomaly. Očividne drsnosť podložky spôsobuje nejaký odpor. My ale hľadáme pohyb bez vplyvov. Je možné, že pri dokonale hladkej podložke by sa objekt nikdy nezastavil?

Každý z nás, kto išiel na výlet s batohom na chrbte môže vnímať, že batoh na našom chrbte nás neťahá dozadu v snahe zastaviť sa, ani nás netlačí dopredu v snahe zrýchliť sa. Naopak, veselo si s nami ide, akurát nás trochu zaťažuje vo vertikálnom smere v snahe spadnúť nadol. Každý, kto išiel vlakom alebo iným dopravným prostriedkom môže vnímať, že počas rovnomernej a priamočiarej jazdy sa mu sedí rovnako pohodlne ako keď sedí doma na stoličke, ktorá sa nepohybuje. Zmena nastáva, pokiaľ vlak začne zrýchľovať/spomaľovať alebo pokiaľ začne odbočovať. Vtedy nás akoby nejaká sila udržovala v pôvodnom pohybe a pokiaľ sa chceme aj naďalej pohybovať s vlakom, musíme sa niečoho chytiť aby nás tento potiahol do smeru a rýchlosti, do ktorého vlak zmenil svoj pohyb.

Zaujímavý a názorný experiment o povahe prirodzeného pohybu je aj experiment s roztočením závažia na motúze. Pokiaľ závažie točíme v ruke, môžeme cítiť námahu, ktorú musíme vykonávať na udržanie závažia v kruhovom pohybe. Pokiaľ závažie pustíme, toto neostane v kruhovom pohybe, ale odletí v smere dotyčnice. Zdá sa tak, že objekty sa prirodzene snažia pohybovať v priamočiarom smere.

Z toho môžeme súdiť, že prirodzený pohyb v horizontálnom smere nie je pohyb spomaľovania do kľudu, ale pohyb s konštantnou rýchlosťou v konštantnom smere a spomaľovanie, ktoré vždy pozorujeme, je spôsobené odporom podložky či vzduchu. Je však prínosné uvedomiť si, že naše dva či tri argumenty, ktorými sme tento zákon odôvodnili, rozhodne nie sú dostatočný dôkaz. V prvom rade to, že prostredie kladie odpor pohybu ešte neznamená, že bez tohto odporu sa objekt spomaľovať nebude. Možno sa objekty skutočne prirodzene spomaľujú a odpor prostredia toto spomaľovanie len zrýchľuje. Alebo naopak, možno sa bez odporu objekty dokonca zrýchľujú. Možno prirodzený pohyb závisí na povahe objektu. Príroda rozhodne nemusí byť tak jednoduchá aby sa pohyb objektov zachovával, aby to tak bolo vždy a všade a bez ohľadu na objekt o ktorý sa jedná. Naši predkovia však po veľkom množstve pozorovaní a experimentov zistili, že táto jednoduchosť je skutočnou povahou prírody,

Aby sme si naozaj ukázali, že tento zákon nie sú len pekné slová, ale naozaj realita, bolo by potrebné všetky tieto experimenty zopakovať a dôsledne zanalyzovať. Na to je ale náš život príliš krátky. Neostáva nám iné, než dôverovať že naši predkovia svoju prácu odviedli dôsledne. Tu a tam si samozrejme môžeme experiment pripraviť a zákon overiť, tu a tam môžeme zákon využiť na rôzne úlohy kde uvidíme, že zákon skutočne funguje. Na overenie zákona v maximálnom rozsahu je však potrebné využiť potenciál a prácu celého ľudstva a na to je potrebná aj istá dávka dôvery v profesionálnosť vedeckej komunity.