Prima legge (principio di inerzia)

La prima legge di Newton, detta anche principio di inerzia, descrive il comportamento di un corpo lasciato a sé stesso, cioè libero da ogni influenza esterna. È il punto di partenza di tutta la dinamica: prima di chiederci come le forze cambiano il moto, dobbiamo stabilire cosa accade in assenza di forze.

Principio — Prima legge di Newton

Un corpo su cui non agiscono forze (o su cui la risultante delle forze è nulla) resta fermo o continua a muoversi di moto rettilineo uniforme.

L’aspetto controintuitivo è che lo stato di quiete e lo stato di moto rettilineo uniforme sono, dal punto di vista della fisica, la stessa cosa: entrambi corrispondono ad accelerazione nulla. Non serve alcuna forza per mantenere il moto; una forza serve solo per modificarlo, cioè per accelerare, frenare o curvare la traiettoria. L’esperienza quotidiana sembra suggerire il contrario — un oggetto che scivola sul pavimento prima o poi si ferma — ma questo accade proprio perché su di esso agisce una forza: l’attrito. Tolto l’attrito, il moto proseguirebbe indefinitamente.

Questa legge ha però un ruolo ancora più profondo: definisce il tipo di sistema di riferimento in cui la meccanica newtoniana è valida. Un sistema di riferimento inerziale è, per definizione, un sistema in cui vale la prima legge, cioè un sistema in cui un corpo libero da forze non accelera. Non tutti i sistemi di riferimento sono inerziali: un osservatore su una giostra in rotazione, o dentro un’automobile che frena bruscamente, vede i corpi liberi accelerare pur senza alcuna forza reale che agisca su di essi. In quei sistemi la prima legge — e con essa l’intera meccanica di Newton nella sua forma più semplice — non funziona.

Note

Le tre leggi di Newton, e in particolare la seconda ($\vv{F} = m\,\vv{a}$), valgono solo nei sistemi di riferimento inerziali. La prima legge è ciò che ci permette di riconoscerli: sono i sistemi in cui un corpo isolato mantiene velocità costante.

Collegamenti

Argomenti: Dinamica Concetti: Primo principio della dinamica

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