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La meccanica

La prima legge della dinamica

Anche se a Galileo spetta il riconoscimento di aver intrapreso per primo l'analisi rigorosa del movimento e delle cause che lo determinano, va attribuito al fisico inglese I. Newton (1642-1727) il merito di aver completato e sistematizzato questi studi, giungendo alla formulazione matematica delle tre leggi fondamentali della dinamica o leggi di Newton, che rappresentano i principi generali su cui si basa la scienza del moto dal punto di vista dinamico. La prima legge della dinamica (o principio d'inerzia) afferma che un corpo tende a mantenere il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme fino a quando non intervengono cause esterne a sollecitarlo.

Questo significa che, se un corpo è in quiete, resterà in tale stato fino a quando non gli verrà applicata una forza, mentre se si muove di moto rettilineo uniforme continuerà a farlo fino a che una forza esterna non interverrà a modificare la sua velocità. Nell'esperienza quotidiana il principio di inerzia è facilmente verificabile nel caso dei corpi in quiete appoggiati su un piano: una sfera resta ferma fino a quando non le si imprime una spinta; una valigia pesante continua a rimanere fissa al suolo nello stesso punto in cui è stata appoggiata se non interviene qualcuno che riesca a sollevarla. È meno intuitivo il caso dei corpi in moto rettilineo uniforme: l'esperienza ci mostra, per esempio, che un carrello si muove finché persiste un'azione di spinta e che, inoltre, questa forza di spinta deve essere continuamente applicata se si vuole mantenere costante la velocità del movimento; quando il carrello viene abbandonato, inesorabilmente si ferma. L'interruzione nel movimento non è, però, dovuta alla mancanza di un'azione di spinta, quanto piuttosto alla presenza di forze che agiscono in senso contrario al moto, ostacolandolo fino al suo completo annullamento: le forze di attrito . Se il carrello si muovesse nel vuoto e nella totale assenza di attriti, non fermerebbe mai la sua corsa, proseguendo all'infinito il proprio moto, con velocità costante e su una traiettoria rettilinea. Contrariamente alle apparenze, non è quindi la presenza di una o più forze applicate a mantenere costante la velocità di un corpo in movimento, quanto piuttosto la loro assenza o, meglio, il loro reciproco annullarsi.

Il principio d'inerzia si può quindi riformulare dicendo che un corpo tende a mantenere il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme fino a quando non interviene una forza esterna, o una somma di forze esterne la cui risultante sia diversa da zero.

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