Prima legge di Newton
Un corpo non soggetto a forze permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme o di quiete, finché non intervengono delle forze a modificarlo.
La prima legge di Newton è anche conosciuta come principio di inerzia.
In altre parole, se un corpo è soggetto a una forza totale nulla, il corpo mantiene costante la sua velocità .
- Se la velocità iniziale non è nulla, il corpo continua a muoversi con velocità costante nella stessa direzione e verso.
- Se la velocità iniziale è nulla, il corpo resta fermo.
Nota. Il primo principio della dinamica venne intuito per la prima volta da Galieo Galilei e, successivamente, descritto e formalizzato da Newton nel suo trattato "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica." del 1687 come una delle tre leggi fondamentali della meccanica.
Il primo principio della dinamica vale solo nei sistemi di riferimento inerziali. Non vale in tutti i sistemi di riferimento.
La spiegazione
Nell'antichità si pensava che la forza fosse la causa del moto (velocità) di un corpo.
Ad esempio, un oggetto si sposta perché viene trascinato o spinto da una forza.
In realtà non è così.
Osservando la realtà circostante ci si accorge che
- Un oggetto potrebbe muoversi anche senza forze agenti.
Esempio. Un oggetto si muove nel vuoto dello spazio con un moto rettilineo uniforme senza alcuna forza agente. Non essendoci attrito, il moto è costante finché l'oggetto non incontra una forza in grado di variarlo (es. forza di gravità di un pianeta o un urto con un altro oggetto).
- Un oggetto potrebbe essere fermo anche se sottoposto a forze agenti che si compensano tra loro.
Esempio. Una palla ferma al suolo non si muove ma è soggetta a due forze che si compensano tra loro. La forza di gravità verso il basso e la forza di reazione vincolare del suolo verso l'alto.
Da osservazioni simili Galileo Galileo giunse alla conclusione del principio di inerzia.
Le forze sono la causa delle variazioni del moto e della velocità (accelerazione) in modulo e/o direzione.
L'osservazione di Galileo mise in crisi l'antica convinzione della forza come causa della velocità.
Galileo non considera più la forza come la causa della velocità bensì della variazione di velocità.
- Se un corpo non soggetto a forze è in moto con velocità costante (v>0), il corpo continua a muoversi in moto rettilineo uniforme con velocità costante.
- Se un corpo non soggetto a forze è fermo in stato di quiete (v=0), il corpo resta nello stato di quiete.
Nota. Un oggetto in stato di quiete può essere considerato come un corpo con velocità nulla (v=0).
Pertanto, il principio di inerzia può essere definito anche in questo modo
Un corpo non soggetto a forze permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme.
Successivamente, Newton giunse a una formulazione matematica del principio di inerzia.
Per questo motivo il principio di inerzia è anche conosciuto come prima legge di Newton.
E così via.