Prima legge di Newton: cos'è, esempi, esercizi

IL primoleggenelNewton, conosciuto anche come principiodàinerzia, afferma che l'intero corpo rimane nel suo stato di quiete o in movimento rettilineo ed uniforme se le forze agenti su di esso si annullano a vicenda. La legge di inerzia è stata concepita dal fisico inglese English Isaac Newton e si basava sulle osservazioni fatte dall'italiano Galileo Galilei. Insieme al principio fondamentale della dinamica e alla legge di azione e reazione, la legge di inerzia costituisce la insieme di leggi che sono alla base della base teorica di Meccanica Classica.

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Cos'è l'inerzia?

IL inerzia è una proprietà intrinseca della materia, cioè tutti i corpi che hanno una certa quantità di pasta hanno inerzia. La misura quantitativa di inerzia di un corpo è la sua massa, che può essere misurata in chilogrammi, per esempio. L'inerzia indica la tendenza di un corpo a rimanere nel suo stato di moto, in altre parole, un corpo con molta inerzia si oppone fortemente alle variazioni della sua velocità.

L'inerzia è la proprietà di un corpo che lo fa opporsi a qualsiasi agente che tenti di mettilo in movimento o, se è in movimento, cambia la grandezza o la direzione del suo velocità. Un corpo in movimento continua a muoversi non per la sua inerzia, ma per l'assenza di una forza in grado di rallentarlo, cambiarne la direzione o accelerarlo.

Possiamo sentire l'inerzia quando siamo all'interno di un veicolo in movimento, per esempio. Quando il veicolo viene accelerato, sentiamo il nostro corpo premuto contro il sedile dell'auto. Allo stesso modo, quando l'auto viene frenata bruscamente, tendiamo a continuare a muoverci a velocità costante e in linea retta. Pertanto, per percepire l'azione dell'inerzia, occorre essere in qualche sistema di riferimento accelerato, solo così è possibile percepire l'opposizione al cambiamento dello stato di moto. Guarda la figura qui sotto:

Nelle situazioni descritte nell'illustrazione è possibile osservare l'azione del principio di inerzia.

Ora, usando alcuni termini più tecnici, diciamo che se la forza netta su un corpo è nullo, questo corpo potrebbe essere dentro riposo come in moto rettilineo uniforme, come mostrato nel diagramma seguente:

Se la forza risultante è nulla, la velocità del corpo è costante o nulla.

Inoltre, maggiore è l'inerzia di un corpo, maggiore è la forza necessaria per cambiare il suo stato di moto. L'inerzia è misurata dalla quantità di massa in un corpo.

Calcolo dell'inerzia

Secondo il 2a legge di Newton, l'inerzia di un corpo può essere calcolata dal rapporto tra la forza applicata e la accelerazione che si ottiene mediante l'applicazione di tale forza.

L'inerzia misura il rapporto tra la forza applicata e l'accelerazione ottenuta.

L'elenco sopra ci mostra che il inerzia di un corpo è proporzionale à forza che viene applicato su di esso e inversamenteproporzionale il tuo accelerazione, cioè, maggiore è l'inerzia di un corpo, maggiore è la forza necessaria per metterlo dentro o fuori dal suo stato attuale di moto.

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Esempi di inerzia

• Se tiriamo via velocemente una tovaglia da un tavolo pieno di oggetti, è possibile rimuoverla senza far cadere nessuno di essi grazie alla tendenza di questi oggetti a mantenere il loro stato di riposo. Questo perché quando tiriamo l'asciugamano ad alta velocità, la forza di attrito tra gli oggetti e l'asciugamano è trascurabile, grazie all'andamento del coefficiente di attrito dinamico.
• Quando un'auto subisce una collisione, gli occupanti del veicolo vengono "spinti" in avanti poiché tendono a continuare a muoversi in linea retta. Un modo per evitare che ciò accada è applicare una forza che resista a questo movimento, motivo per cui è obbligatorio l'uso delle cinture di sicurezza.
• Quando giriamo più volte, abbiamo le vertigini perché il fluido all'interno dell'orecchio continua a girare a causa della sua inerzia.
• La forza g, utilizzata nelle applicazioni aeronautiche, è in realtà l'inerzia che i piloti di aeroplani sentono quando effettuano virate brusche o ad alta velocità.

I piloti di caccia devono spesso essere addestrati a resistere alla propria inerzia durante il volo.

Esercizi sulla prima legge di Newton

Domanda 1) I poggiatesta sono presenti nella maggior parte dei veicoli oggi, poiché c'è un grande possibilità che gli occupanti di un veicolo si rompano il collo in caso di tamponamento. auto. Il principio fisico in grado di spiegare la necessità dei poggiatesta è (a):

a) Prima legge di Newton.

b) Seconda legge di Newton.

c) legge di azione e reazione.

d) teorema di galleggiabilità.

e) equilibrio delle forze.

Risposta: Lettera a

Risoluzione: I poggiatesta sono necessari a causa della tendenza della testa degli occupanti a rimanere a riposo in caso di tamponamento, ad esempio.

Domanda 2) La maggior parte delle lavatrici ha una funzione centrifuga, utilizzata per asciugare parzialmente i panni. il principio fisico che spiega CORRETTAMENTE il funzionamento del processo di centrifugazione è (a):

a) forza centrifuga.

b) principio di inerzia.

c) rotazione.

d) traduzione.

e) coppia.

Risposta: Lettera b

Risoluzione: Durante il processo di centrifugazione, il liquido contenuto all'interno delle lavatrici viene espulso grazie alla sua inerzia, poiché mantenere il suo movimento di rotazione, una forza centripeta agisce sul liquido verso il centro della macchina, in modo che l'inerzia del liquido si opponga a questo forza.

Domanda 3) Nei cartoni animati, è comune vedere scene in cui viene rilasciata una grande incudine, distruggendo i piani di diversi piani fino a raggiungere il suolo. Sebbene esagerato, il comportamento della materia è simile a quello che vediamo nei cartoni animati. La spiegazione fisica di questo comportamento è data da:

a) legge di inerzia, che afferma che i corpi in movimento tendono a rimanere in movimento.

b) legge di azione e reazione, che afferma che la forza che l'incudine esercita sul terreno è uguale alla forza che il terreno esercita sull'incudine.

c) legge di gravità, che spiega che l'incudine cade solo a causa dell'azione dell'accelerazione gravitazionale.

d) legge di conservazione della quantità di energia, che afferma che tutta l'energia meccanica iniziale è mantenuta costante.

e) Legge di Coulomb, che afferma che la forza di attrazione elettrica è responsabile dell'accelerazione dell'incudine verso il suolo.

Modello: Lettera A. Ciò che spiega l'incessante caduta dell'incudine è la prima legge di Newton. Secondo questa legge, detta anche legge d'inerzia, la massa dell'incudine rende molto grande la sua tendenza a continuare a muoversi.

Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-newton.htm