Francesco Sala
Il principio d'inerzia

2c2.Il principio d'inerzia
Quando la forza netta agente su un corpo è nulla, la velocità del corpo non può cambiare, ossia il corpo non può accelerare.

Questa è la formulazione del principio d'inerzia tratta da un moderno libro di fisica.
In sostanza afferma che un corpo permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme a meno che non intervenga una forza esterna a modificare tale stato. Permane nel suo stato anche se è sottoposto a due o più forze la cui somma è però uguale a 0.

Si parla di principio e non di legge perché si tratta di un assioma, ricavato per induzione da moltissime esperienze e osservazioni ma non dimostrabile praticamente (almeno fino ad oggi).

Galilei scoprì questo principio attraverso vari esperimenti sui piani inclinati e orizzontali e lo espose sia nel Dialogo (1632) sia nei Discorsi (1638, da cui è tratto il nostro brano). La sua tesi era in aperto contrasto con quella che la fisica aristotelica aveva sempre dato del moto per circa 20 secoli.
Aristotele sosteneva che qualsiasi moto è dovuto a una forza o energia che accompagna l'oggetto nel suo movimento e senza la quale esso cesserebbe di muoversi.
Questa teoria seppure apparentemente convincente, era errata perché aveva completamente ignorato le contrastanti forze di attrito (superficie terrestre e atmosfera) che rallentano il movimento dei corpi fino a fermarli. In sostanza Aristotele vedeva il cessare di un moto non come il risultato del progressivo rallentamento dovuto all'attrito, ma come l'improvviso cessare dell'azione di una forza. All'obiezione di chi gli poneva di fronte l'esempio di una freccia, la quale una volta allontanatasi dalla corda che le ha impresso il moto continua a volare, lui rispose con la teoria dei vortici: la freccia lascia dietro di sé dei vuoti d'aria nei quali si originano dei vortici che la sospingono avanti.

In epoca medievale gli aristotelici formularono la teoria dell'impetus, secondo cui applicando una forza a un corpo, si trasferisce ad esso un impetus, che gli consente di continuare a muoversi con la stessa velocità se non è frenato da ostacoli o dalla resistenza del mezzo (la materia attraverso cui l'oggetto si muove). Giovanni Buridano propose questa teoria per spiegare alcune osservazioni per cui la teoria aristotelica del moto era insoddisfacente. Buridano propose dei controesempi, e per spiegare il moto della freccia, sostenne che l'arco trasferisce alla freccia l'impetus.

Idee molto simili erano state sostenute nel VI secolo da Giovanni Filopono nel suo commento alla Fisica di Aristotele.
Sempre nel Medioevo, Guglielmo di Ockham e poi, nel Quattrocento, il Cusano, nell'opera Il gioco della palla, e Leonardo da Vinci ripensarono la dinamica aristotelica, cominciando a dimostrarne l'infondatezza.

Ma fu solo con Galilei che si giunse a una chiara esposizione del principio d'inerzia, come detto in precedenza.

Infine sarà Newton a darne la prima enunciazione formale nell'opera Philosophiae Naturalis Principia Mathematica del 1687.

« The vis insita, or innate force of matter, is a power of resisting, by which every body, as much as it lies, endeavors to persevere in its present state, whether it be of rest, or of moving uniformly forward in a right line. This force is proportional to the body whose force it is; and differs nothing from the inactivity of the mass, but in our manner of conceiving it. A body, from the inactivity of matter, is not without difficulty put out of its state of rest or motion. Upon which account, this vis insita, may, by a most significant name, be called vis inertiae, or force of inactivity. But a body exerts this force only, when another force, impressed upon it, endeavors to change its condition; and the exercise of this force may be considered both as resistance and impulse; it is resistance, in so far as the body, for maintaining its present state, withstands the force impressed; it is impulse, in so far as the body, by not easily giving way to the impressed force of another, endeavors, to change the state of that another. Resistance is usually ascribed to bodies at rest, and impulse to those in motion; but motion and rest, as commonly conceived, are only relatively distinguished; nor are these bodies always truly at rest, which commonly are taken to be so. »

(Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)

Oggi il principio d'inerzia è chiamato anche “prima legge di Newton”.