Scienza > Fisica > Forza > Prima legge del moto di Newton

Le leggi del moto di Newton sono tre leggi fisiche che, insieme, hanno posto le basi della meccanica classica. In questo articolo, discuteremo la prima legge del moto di Newton e il concetto di inerzia di un corpo.

Dichiarazione della prima legge del moto di Newton:

Ogni corpo materiale continua a rimanere nel suo stato di riposo o stato di moto uniforme in una linea retta a meno che non sia agito da una forza esterna sbilanciata per cambiare lo stato del moto. Questa legge è anche chiamata legge d’inerzia.

Spiegazione: Questa legge ha due parti, la prima parte ci dà il concetto di inerzia mentre la seconda parte ci aiuta a definire la forza. La prima parte indica che se un corpo è a riposo, allora non può iniziare a muoversi da solo. Allo stesso modo, se il corpo è in stato di moto uniforme in una linea retta non può aumentare o diminuire la sua velocità o non può cambiare la direzione da solo. Così ogni corpo ha l’incapacità di cambiare lo stato di riposo o lo stato di moto uniforme lungo una linea retta da solo, questa proprietà intrinseca del corpo è chiamata inerzia di un corpo. L’inerzia di un corpo dipende dalla massa del corpo. Così la massa è una misura dell’inerzia di un corpo.

La seconda parte della legge ci aiuta a definire la forza. Nella prima parte, abbiamo visto che un corpo non può cambiare il suo stato di moto da solo, ma è necessaria una quantità fisica esterna per farlo. Questa quantità fisica esterna che è richiesta per cambiare lo stato di moto di un corpo è chiamata forza.

Concetto di inerzia di un corpo:

• La tendenza del corpo ad opporsi al cambiamento dello stato di riposo o dello stato di moto uniforme è chiamata inerzia del corpo.
• Se nessuna forza squilibrata agisce su un corpo allora il corpo a riposo rimane a riposo. Questa inerzia è talvolta chiamata inerzia di riposo.
• Se nessuna forza sbilanciata agisce su un corpo, allora il corpo in moto uniforme lungo una linea retta rimane in moto uniforme lungo la stessa linea retta. Questa inerzia è talvolta chiamata inerzia del moto.
• La tendenza di un corpo a continuare a muoversi con moto uniforme in una direzione lineare è chiamata inerzia di direzione.

Esempi di inerzia di riposo:

Esempio: Una moneta è posta su una carta liscia che serve da coperchio su un bicchiere. Quando la carta viene tirata improvvisamente in direzione orizzontale, la moneta cade nel bicchiere. (Inerzia di riposo)

Spiegazione: Quando la carta viene tirata orizzontalmente, acquista movimento a causa della forza di trazione. Ma poiché nessuna forza agisce sulla moneta in direzione orizzontale. La moneta inizialmente a riposo sul cartoncino a causa dell’inerzia rimane a riposo. Così si separa dal cartoncino. Ora non c’è supporto in basso e il biglietto cade nel bicchiere sotto l’azione della gravità.

Altri esempi di inerzia di riposo:

• Un ciclista che pedala lungo una strada piana non si ferma immediatamente dopo aver smesso di pedalare.

• Quando si colpisce la moneta in fondo a un mucchio di monete con un percussore, questa moneta si allontana soltanto, mentre il resto del mucchio rimane nella posizione originale.
• Quando un tappeto appeso viene battuto con un bastone, le particelle di polvere iniziano a uscire da esso. Quando un tappeto viene battuto con un bastone, il tappeto si mette in movimento. Ma a causa dell’inerzia, le particelle di polvere rimangono a riposo. Così si separano dal tappeto.
• Scuotendo o dando scosse ai rami di un albero, i frutti cadono. Quando i rami vengono scossi in una direzione, i frutti e le foglie per inerzia rimangono nella posizione originale per inerzia di riposo. Questo provoca la rottura del gambo ed essi cadono giù.
• Quando un proiettile viene sparato contro una finestra di vetro, si forma un foro in essa. Questo perché solo quella parte del vetro si muove con il proiettile, dove il proiettile colpisce il vetro. La parte rimanente, a causa dell’inerzia, rimane nella sua posizione. Così il proiettile è in grado di formare un buco nella finestra di vetro a causa dell’inerzia del vetro.
• Un mago strappa una tovaglia da sotto un set completo di stoviglie. Quando la tovaglia viene tirata si mette in movimento, ma le stoviglie per inerzia di riposo rimangono sul tavolo.
• Quando il treno locale parte o si ferma improvvisamente, le porte scorrevoli di alcuni scompartimenti possono aprirsi o chiudersi.

Esempio di inerzia del movimento:

Esempio: Quando un autobus fermo inizia a muoversi i passeggeri nell’autobus si reclinano indietro, allo stesso modo quando l’autobus che si muove con velocità uniforme si ferma improvvisamente i passeggeri si muovono in avanti. (Inerzia del movimento)

Spiegazione: Quando l’autobus è fermo, anche i passeggeri sono fermi. Quando l’autobus inizia a muoversi, la parte del corpo (parte inferiore) a contatto con l’autobus inizia a muoversi, ma a causa dell’inerzia la parte superiore rimane ferma e quindi viene reclinata indietro. Se è in piedi, cadrà all’indietro. Quando l’autobus si muove con moto uniforme in linea retta, i passeggeri hanno lo stesso moto. Quando l’autobus si ferma, la parte del corpo (parte inferiore) in contatto con l’autobus si ferma, ma a causa dell’inerzia la parte superiore continua a muoversi in avanti e così lui si muove in avanti. Se è in piedi cadrà in avanti.

Altri esempi:

• Quando un passeggero salta fuori da un treno in movimento cade. Questo perché non appena la persona lascia il treno in corsa, la sua velocità è la stessa di quella del treno. Quando i suoi piedi entrano in contatto con il suolo, la parte inferiore del suo corpo viene portata a riposo, ma la parte superiore del corpo continua a viaggiare con la velocità originale. Questo lo fa cadere in avanti. Per evitare questo, deve correre in avanti fino a quando la sua velocità si riduce a zero.
• Una palla lanciata verticalmente verso l’alto da una persona in un treno in movimento ritorna alla sua mano. La ragione è che nel momento in cui la palla è stata lanciata, la palla era in movimento insieme alla persona e al treno a causa dell’inerzia del movimento. Quindi, durante il tempo in cui la palla rimane in aria, sia la persona che la palla si muovono in avanti della stessa distanza. Questo fa sì che la palla torni alla sua mano al suo ritorno.
• Gli atleti corrono prima di fare un salto in lungo per aumentare la loro velocità, e quindi la loro inerzia di movimento. L’aumento dell’inerzia del movimento gli permette di saltare una distanza maggiore.
• Gli atleti (saltatori in lungo / lanciatori di giavellotto / lanciatori di peso) spesso non riescono a fermarsi prima della linea di fallo a causa dell’inerzia del movimento, la parte superiore del corpo dell’atleta continua a muoversi in avanti mentre la parte inferiore si arresta. Così egli può non essere in grado di fermarsi alla linea di faglia e la attraversa.

Esempio di inerzia della direzione :

Esempio: Quando un veicolo fa una curva improvvisa verso sinistra, la persona seduta all’interno del veicolo viene spinta verso destra. (Inerzia di direzione)

Spiegazione: Quando un veicolo fa una brusca svolta a sinistra, cambia la direzione. Mentre la persona seduta all’interno tende a muoversi nella direzione originale a causa dell’inerzia. Così viene spinto verso destra.

Altri esempi:

• Quando un autobus fa una curva, i passeggeri devono aggrapparsi a qualche supporto per evitare di ondeggiare. Sia l’autobus che il passeggero sono in uno stato di movimento. Quando l’autobus cambia direzione, i passeggeri continuano a muoversi nella stessa direzione a causa dell’inerzia della direzione. Se i passeggeri non si aggrappano a qualche supporto verrebbero scagliati in quella direzione.

Note:

• Se un corpo è a riposo, allora la forza netta che agisce sul corpo è zero.
• Se un corpo si muove di moto uniforme in una linea retta, allora la forza netta che agisce sul corpo è zero.
• Se un corpo non è né a riposo né in moto uniforme, allora la forza netta che agisce sul corpo non è zero.
• Se un corpo sta cambiando direzione, allora la forza netta che agisce sul corpo non è zero.
• Se la forza netta che agisce su un corpo è zero, allora il corpo deve essere a riposo o in moto uniforme in linea retta.
• Se la forza netta che agisce su un corpo non è zero, allora il corpo non è né a riposo né in moto uniforme in linea retta.

Fermare un veicolo in movimento:

Se si spegne il motore dell’auto o si applicano i freni per fermare un’auto, l’auto non si ferma subito. A volte il conducente deve applicare i freni di emergenza. L’intervallo di tempo tra la vista dell’ostacolo e l’effettiva applicazione del freno è chiamato tempo di risposta o tempo di pensiero. La distanza percorsa dall’auto durante questo periodo è chiamata distanza di pensiero. L’intervallo di tempo tra l’applicazione dei freni e l’effettivo arresto dell’auto è chiamato tempo di frenata. La distanza percorsa dall’auto durante questo periodo è chiamata distanza di frenata. La somma della distanza di pensiero e della distanza di frenata si chiama distanza di arresto. Così, per evitare un incidente, la distanza di arresto dovrebbe essere inferiore alla distanza dell’ostacolo dal punto in cui lo si vede.

Pannamento dei cereali:

Per mezzo della vangatura il grano viene separato dalla pula. La vangatura è un processo agricolo in cui il grano e la pula sono separati l’uno dall’altro. Il grano ha una massa maggiore della pula. Quindi l’inerzia del grano è maggiore di quella della pula. Quindi è necessaria più forza per cambiare il loro percorso di movimento. Quando vengono lasciati cadere dall’alto in un vento leggero, a causa della maggiore inerzia cadono verticalmente. Le particelle di pula hanno una massa trascurabile e un’inerzia molto trascurabile. Quindi è necessaria una piccola forza per cambiare il loro percorso di movimento. Quando cadono dall’alto in un vento leggero, vengono portate via nella direzione del vento per una certa distanza. Così la pula e il grano si separano.

I bagagli sul tetto dell’autobus sono legati:

Si consiglia di legare i bagagli con delle corde sul tetto dell’autobus. Quando un autobus è in movimento (specialmente con un’alta velocità) sulla strada si ferma improvvisamente o cambia improvvisamente la sua direzione, il bagaglio sulla parte superiore a causa dell’inerzia del movimento e della direzione continua a rimanere nel movimento o nella stessa direzione del movimento. Di conseguenza, il bagaglio può essere gettato fuori dal tetto dell’autobus se non è legato con la corda.

Assicurazione dei panni per scuotimento:

Quando un panno bagnato viene scosso, le particelle d’acqua iniziano ad uscire da esso. Quando il panno viene scosso, il panno si mette in movimento. Ma a causa dell’inerzia, le particelle d’acqua rimangono a riposo. Così si separano dal panno bagnato. Così i panni possono essere asciugati presto.

Una persona seduta in una macchina cerca di muovere la macchina applicando una forza alle sue pareti.La macchina si muoverà?

La prima legge di Newton afferma che “Ogni corpo materiale continua a rimanere nel suo stato di riposo o stato di moto uniforme in una linea retta a meno che non venga agito da una forza esterna sbilanciata per cambiare lo stato di moto”. Quindi, per muovere un corpo a riposo è necessaria una forza esterna sbilanciata. In questo caso, la forza applicata dalla persona è interna. Quindi la macchina non si muoverà.

Esempi in cui si preferisce una bassa inerzia e un esempio in cui si preferisce un’alta inerzia (consigliato):

Il falegname lavora con legno e chiodi. Per piantare i chiodi nel legno, è necessaria meno forza. Quindi si raccomanda una bassa inerzia del martello. Così il martello da carpentiere è un esempio di bassa inerzia. Un fabbro lavora con ferro, acciaio. Per cambiare la forma del ferro o dell’acciaio, è necessaria una grande forza. Quindi si raccomanda un’alta inerzia del martello. Così il martello del fabbro è un esempio di alta inerzia.

Attività precedente: Concetto di forza bilanciata e non bilanciata

Next Topic Seconda legge del moto di Newton

Scienza > Fisica > Forza > Prima legge del moto di Newton