2c2. Il principio di inerzia
2c2- a) Nel 1600 Galileo abbandona l'idea di Aristotele e arriva ad una conclusione opposta e sorprendente. Aristotele affermava infatti che: “ ciò che è mosso cessa di muoversi nel momento stesso in cui il motore che agisce su di esso smette di muoverlo”, in altre parole significa che un corpo in movimento si ferma quando la forza che lo spinge smette di agire. La tesi sostenuta da Aristotele può essere ricondotta ad un chiaro esempio: una bicicletta si muove per la forza con cui si pedala, se si pedala con maggior forza la bicicletta si muoverà più velocemente e al contrario, se si usa minore intensità nel pedalare, la bicicletta avrà minore velocità. Tutto questo che a prima vista può sembrare scontato è in realtà un falso indizio. Galileo Galilei elabora infatti sostiene che: ogni corpo continua a muoversi di moto rettilineo uniforme, a meno che una forza lo costringa a muoversi diversamente. Nel Dialogo sopra i due massimi sistemi Galileo, elabora il seguente ragionamento:
- la velocità di un corpo che scende lungo un piano inclinato aumenta;
- la velocità di un corpo che sale lungo un piano inclinato diminuisce;
- sul piano orizzontale la velocità non può né aumentare, né diminuire, ma rimanere costante.
Galileo fornisce dunque il Primo Principio della Dinamica, o Principio di Inerzia:
- se la forza totale applicata a un punto materiale è uguale a zero, allora esso si muove a velocità costante;
- se un punto materiale si muove a velocità costante, allora la forza totale che subisce è uguale a zero.
Per concludere tutti corpi, per inerzia, tendono a muoversi a velocità costante. Se ciò non avviene è dipeso dal fatto che agiscono delle forze ( per esempio l'attrito) che modificano questo loro movimento naturale nel caso della bicicletta il ciclista deve continuamente pedalare per mantenere la sua velocità costante, a causa della forza di attrito che provoca un continuo rallentamento. Un particolare esempio di velocità costante si ha quando un oggetto è fermo: se non agiscono forze, l'oggetto, per inerzia, continua a rimanere fermo, cioè la sua velocità è costantemente uguale a zero.
2c2- b) Un sistema di riferimento in cui vale il primo principio della dinamica si chiama sistema di riferimento inerziale (un corpo persevera nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme fino a quando su di esso non agisce una forza che modifica il suo stato di moto o di quiete). per esempio è inerziale un sistema di riferimento che ha l'origine nel centro del Sole e i tre assi cartesiani che puntano verso tre stelle molto lontane. Sono inerziali tutti i sistemi di riferimento che si muovono rispetto al sistema del Sole con velocità costante. al contrario, i sistemi che si muovono di moto accelerato rispetto al sistema del Sole non sono inerziali.