Concetti Chiave
- Il principio di inerzia afferma che un corpo fermo non può muoversi senza una forza e un corpo in movimento continua a muoversi finché non agiscono forze esterne.
- La resistenza dell'aria e l'attrito sono forze che si oppongono al movimento della palla, impedendole di continuare a muoversi indefinitamente.
- La resistenza dell'aria è fondamentale per rallentare la caduta delle gocce d'acqua, evitando che raggiungano velocità pericolose.
- L'attrito radente si verifica quando un corpo striscia su un altro, mentre l'attrito volvente si verifica quando un corpo rotola, risultando quest'ultimo generalmente minore.
- L'invenzione della ruota ha rappresentato una svolta nella storia, riducendo l'attrito volvente e facilitando il trasporto di oggetti pesanti.
Il principio di inerzia
Prendiamo una palla e posiamola su un tavolo orizzontale:evidentemente,a meno che non succeda un terremoto,la palla non sarà in grado di muoversi da sola.
Ora diamole una spinta:ci accorgeremo che la palla procede anche dopo che la spinta è cessata.Procede per inerzia,cioè per la tendenza a conservare il movimento che possiede.
Ecco allora che noi abbiamo constatato praticamente il famoso principio di inerzia:
un corpo in quiete (cioè fermo) non può mettersi in moto senza l'intervento di una FORZA,e un corpo in movimento continua a muoversi con moto sempre uguale e in linea retta finché su esso non agiscono delle forze che modificano il suo moto.
Per questo principio accade come per quasi tutte le enunciazioni della fisica:leggendole o ascoltandole,sembrano astruse,lontane dalla nostra vita quotidiana, roba da scienziati, insomma. Invece, basta un poco di interesse per accorgerci che sono leggi semplici, chiare,c he spiegano tanti nostri gesti quotidiani.
Forze che modificano il moto
Torniamo ala nostra palla: essa, una volta messa in movimento,per inerzia, dovrebbe continuare indefinitamente a correre:ma noi sappiamo benissimo che questo non avviene e non avverrà mai. Forse perché è impossibile?Secondo la scienza è possibilissimo,anzi deve essere cosi,in teoria.Ma in pratica la palla non continua a correre all'infinito perché due forze si oppongono al suo movimento:la resistenza dell'aria (resistenza del mezzo) e l'attrito (resistenza di attrito).Ecco le forze che intervengono a modificare il moto,come dice il principio di inerzia.
Resistenza dell'aria e attrito
Sulla resistenza dell'aria (resistenza di pressione),chiunque vada in bicicletta è espertissimo:si è accorto senz'altro che l'aria,la quale è un corpo concreto,sensibile,si oppone all'avanzamento,lo ostacola:e più si aumenta la velocità,più la resistenza dell'aria è sensibile.Si pensi,per esempio,che quando
una automobile corre velocemente,due terzi della benzina che consuma sono utilizzati
per vincere la resistenza dell'aria!
Importanza della resistenza di pressione
E un male,dunque,la resistenza di pressione?
Al contrario,è assolutamente indispensabile!Per esempio,è solo grazie ad essa che le gocce d'acqua della pioggia giungono al suolo con velocità modeste.Se non fossero frenate durante la caduta dalla resistenza dell'aria,piomberebbero al suolo con una velocità tale che potrebbero perforare una lastra d'acciaio di un millimetro di spessore!Si pensi perciò al nostro corpo,se fosse colpito da uno di tali terribili proiettili!
Attrito radente e volvente
La seconda forza che si oppone al movimento della palla,e di qualsiasi altro corpo,è l'attrito.
Se vogliamo spingere sul pavimento una cassa pesante,dobbiamo compiere un grande sforzo muscolare perché la superficie della cassa e quella del pavimento non sono perfettamente levigate e le asperità dell'una si ingranano con quelle dell'altra:questo,naturalmente,provoca una resistenza al movimento,che si chiama attrito radente.Diremo quindi che:
Si ha l'attrito radente quando un corpo striscia su un altro.
E facile capire che quanto più è pesante il corpo da muovere e sono scabre le superfici che strisciano,tanto maggiore e l'attrito.
Facciamo la stessa cosa che fecero,migliaia e migliaia di anni fa,i nostri progenitori:poniamo sotto la cassa dei rulli.Ci accorgeremo che per spingere la cassa è necessario uno sforzo molto minore,pur tuttavia un certo sforzo muscolare occorrerà ancora, perché ancora vi sono delle asperità fra rullo e pavimento che generano una resistenza al moto.Questa resistenza è l'attrito volvente. Diremo allora che:
Si ha l'attrito volvente quando un corpo rotola su di un altro.
Abbiamo cosi constatato che, a parità del peso che preme,l'attrito volvente è molto minore dell'attrito radente.
Ciò spiega perché l'invenzione della ruota,compiuta verso il 3000 avanti Cristo (il rullo era già stato utilizzato assai prima),fu una tappa fondamentale nella storia della civiltà.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio di inerzia e come si manifesta nella vita quotidiana?
- Perché una palla in movimento non continua a muoversi indefinitamente?
- Qual è l'effetto della resistenza dell'aria sul movimento degli oggetti?
- In che modo la resistenza di pressione è utile nella vita quotidiana?
- Qual è la differenza tra attrito radente e attrito volvente?
Il principio di inerzia afferma che un corpo in quiete non può muoversi senza una forza, mentre un corpo in movimento continua a muoversi in linea retta e a velocità costante finché non agiscono forze su di esso. Questo principio è evidente in gesti quotidiani, come spingere una palla su un tavolo.
Sebbene in teoria una palla dovrebbe continuare a muoversi all'infinito, in pratica non lo fa a causa della resistenza dell'aria e dell'attrito, che sono forze che modificano il suo moto.
La resistenza dell'aria ostacola il movimento degli oggetti, come dimostrato da chi va in bicicletta. Ad esempio, un'auto consuma due terzi della benzina per vincere questa resistenza quando corre velocemente.
La resistenza di pressione è fondamentale, poiché permette alle gocce d'acqua della pioggia di cadere con velocità moderate, evitando danni potenziali, come perforare oggetti solidi al suolo.
L'attrito radente si verifica quando un corpo striscia su un altro, mentre l'attrito volvente avviene quando un corpo rotola su un altro. L'attrito volvente è generalmente minore, il che spiega l'importanza dell'invenzione della ruota nella storia della civiltà.
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