Fisica inerzia

LA CAUSA DEL MOTO RETTILINEO UNIFORME: L'INERZIA

Basandoci sul nostro senso comune, dovremo concludere che per mantenere in moto un corpo sia indispensabile spingerlo o tirarlo cioè applicargli continuamente una forza e quanto maggiore è la forza tanto maggiore è la velocità.
Quindi sembra che la velocità indica se le forze agiscono oppure no sul corpo. Infatti, su una strada orizzontale, una volta spento il motore lo scooter inesorabilmente si arresta.
In realtà, soltanto quando è presente l'attrito è necessaria una forza per mantenere in movimento un corpo. Infatti, in laboratorio, con la rotaia a cuscino d’aria, si verifica che una volta eliminati gli attriti la slitta, dopo una spinta iniziale, si muove di moto rettilineo uniforme senza l’intervento di una forza.
Fu Newton nel ‘600 a chiarire queste osservazioni formulando la seguente legge nota come primo principio della dinamica:

 "Un corpo non soggetto ad alcuna forza o soggetto a forze equilibrate, cioè a forze la cui risultante è nulla, persevera nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme".

Detto in parole semplici, il principio afferma che, quando le forze applicate su un oggetto sono complessivamente nulle, esso resta fermo se era fermo (e fin qui è facile rendersene conto) ma anche che, se procedeva a velocità costante lungo una retta, continua a procedere nella stessa direzione con la stessa velocità, cioè non si ferma mai. I corpi sono sostanzialmente “pigri”: non hanno nessuna voglia di fare qualcosa di diverso da quello che stanno facendo!

La tendenza di un corpo a rimanere fermo se è fermo, e a continuare a muoversi di moto rettilineo uniforme se è in moto, cioè la sua tendenza a opporsi all’azione delle forze, è una proprietà intrinseca della materia chiamata inerzia.
Poiché questa tendenza è tanto più forte quanto maggiore è la loro massa, l’inerzia di un corpo è misurata dalla sua massa.
 
Es 1. L’inerzia dei corpi cioè la loro tendenza a mantenere costante la velocità spiega, perché è bene usare le cinture di sicurezza. Infatti se l’auto decelera bruscamente i passeggeri continuano per inerzia a muoversi con la stessa velocità a cui stava viaggiando l’auto prima di incontrare l’ostacolo e quindi ci si sente spinti in avanti.

Es 2. Le sonde spaziali che sono state inviate verso i pianeti più lontani, come la sonda Voyager lanciata nel 1977, viaggiano nel vuoto, a velocità elevatissime (100 000 Km/h!) con i motori spenti e quindi senza consumare una goccia di benzina, poiché nessuna forza si oppone alla loro inerzia. I motori sono serviti durante la fase di decollo solo per raggiungere tali velocità e per effettuare le correzioni di rotta durante il tragitto tra i pianeti.

Es 3. Su un libro appoggiato su un tavolo agiscono due forze uguali e contrarie: la forza peso P  che è la forza con cui il libro è attratto dalla Terra e la reazione vincolare T detta anche forza di sostegno che è la forza esercitata dal tavolo sul libro. Il libro che inizialmente era fermo rimane immobile  poiché la risultante delle forze che agiscono su di esso è nulla.

Es 4. Se osservo un'automobile o uno scooter che si muove a velocità costante avviene che la forza applicata dal motore, detta forza motrice Fm, controbilancia esattamente la forza di attrito Fa dell'aria e del contatto tra ruota ed asfalto.  Si consuma benzina solo per vincere le forze di attrito!                                                                                  

Es 5. Le gocce di pioggia arrivano al suolo con moto rettilineo uniforme perché la forza di gravità è bilanciata dall’attrito dell’aria.