x - Dipartimento di Fisica - Università di Pisa

Elementi di fisica
4. I principi della dinamica
4.1 Il principio d’inerzia
Perché un corpo si muove in un certo modo? La risposta a questa
domanda è l’argomento della dinamica. Nel capitolo precedente sono stati
forniti gli strumenti necessari per descrivere il moto di un corpo; ora affronteremo
il problema di determinare quali siano le cause del moto e di definire
le leggi con cui queste agiscono.
A fondamento di tutto il quadro teorico della fisica classica sta il cosiddetto
principio d’inerzia, che è il primo dei tre assiomi formulati da
Newton nel 1687 nella sua opera fondamentale PHYLOSOPHIÆ NATURALIS
PRINCIPIA MATHEMATICA:
Ciascun corpo persevera nel proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme,
eccetto che sia costretto a mutare quello stato da forze impresse.
Lo stato naturale di moto di un corpo isolato, che non interagisce
cioè con altri corpi, è quindi di muoversi di moto rettilineo uniforme (la
quiete è un caso particolare, in cui la velocità è nulla). Per cambiare tale
moto occorre che intervenga qualcosa dall’esterno, qualcosa proveniente
dall’interazione con qualche altro corpo. In effetti, nell’esperienza quotidiana
noi osserviamo che un corpo, che non subisca spinte esterne, in moto
su un piano dopo un tempo più o meno lungo si ferma; ma ciò non contraddice
l’affermazione fatta: il rallentamento infatti è dovuto all’interazione
tra tale corpo e l’ambiente, per esempio all’attrito radente tra il corpo ed il
piano su cuisi muove o a quello viscoso contro l’aria. Facendo sì che tali interazioni
con l’esterno diminuiscano (per esempio togliendo l’aria), vedremo
il corpo conservare più a lungo il suo stato di moto. Potremo dedurne che,
se fossimo in grado di isolarlo completamente dall’ambiente esterno, il movimento
continuerebbe in perpetuo.
Il caso di un corpo non interagente con altri corpi è puramente teorico;
ma serve a stabilire la base teorica per i nostri ragionamenti. Noi cercheremo
ora nella dinamica di stabilire le leggi che governano le interazioni
di un corpo con l’ambiente in cui si muove, mettendo a fuoco i principi generali
ed in particolare i cosiddetti principi di conservazione.
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