In questo articolo troverai la spiegazione del concetto di inerzia in fisica e delle sue caratteristiche. Troverai i diversi tipi di inerzia esistenti e diversi esempi. Infine, vi mostriamo anche diversi concetti correlati per comprenderne meglio il significato.
Cos’è l’inerzia in fisica?
In fisica l’inerzia è la proprietà dei corpi di rimanere nel loro stato di movimento o di quiete. In parole povere, l’inerzia è la resistenza che i corpi oppongono quando cercano di cambiare il loro stato di movimento, sia esso velocità o direzione.
Pertanto, quanto più un corpo o un sistema è inerte, tanto più difficile è modificare il suo stato di movimento o di riposo. Ciò significa che per modificare detto stato di movimento è necessario applicare una forza maggiore.
Ad esempio, un corpo che si muove di moto rettilineo uniforme (velocità costante) avrà maggiori difficoltà a cambiare la sua velocità, maggiore è l’inerzia del corpo. Al contrario, sarà relativamente facile modificarne la velocità esercitando una forza esterna se ha poca inerzia.
Tipi di inerzia
In fisica, l’inerzia può essere classificata in diversi tipi:
- Inerzia termica : è la difficoltà di un corpo o di un sistema a modificare la propria temperatura, questo tipo di inerzia dipende dalla capacità termica del corpo o del sistema. Sarà quindi difficile riscaldare o raffreddare un corpo con elevata inerzia termica.
- Inerzia meccanica : consiste nella difficoltà di un corpo o sistema a modificare il proprio stato di movimento o di riposo, varia a seconda della massa del corpo o sistema e del modo in cui è distribuita. L’inerzia meccanica può essere suddivisa in quattro sottotipi:
- Inerzia statica : è l’inerzia dei corpi in quiete.
- Inerzia dinamica : è l’inerzia esibita dai corpi in movimento.
- Inerzia traslazionale : è l’inerzia che si manifesta nei corpi in movimento.
- Inerzia rotazionale : è l’inerzia posseduta dai corpi che ruotano, cioè che ruotano su se stessi.
Esempi di inerzia
Dopo aver visto la definizione di inerzia in fisica, vedremo diversi esempi per comprendere meglio il concetto.
- Ad esempio, la forza che deve essere applicata a un corpo per muoverlo dipende dalla sua inerzia. Maggiore sarà il suo peso, maggiore sarà l’inerzia e quindi maggiore sarà la difficoltà a spostarlo. D’altra parte, è facile spostare un oggetto leggero.
- Un altro esempio degli effetti dell’inerzia è la frenata di un’auto. Se l’auto viaggia ad alta velocità, la sua inerzia sarà maggiore e, quindi, sarà necessaria più forza per frenarla.
- Infine, quando si tenta di spingere un bambino sull’altalena, è più difficile farlo se il bambino pesa molto perché ha più inerzia. Questo caso sarebbe un esempio di inerzia rotazionale poiché l’oscillazione ruota attorno all’asse dell’oscillazione.
Principio d’inerzia
Il principio di inerzia , chiamato anche prima legge di Newton, afferma quanto segue:
Un corpo rimane fermo o viaggia a velocità costante se su di esso non agisce alcuna forza esterna. È quindi necessario esercitare una forza su un corpo per cambiare il suo stato di moto o di quiete.
Un chiaro esempio del principio di inerzia è qualsiasi oggetto che rimane a terra, poiché l’oggetto non si muoverà finché non agirà su di esso una forza.
Come suggerisce il nome, questa legge fu formulata per la prima volta dal fisico Isaac Newton, che pose le basi della meccanica classica.
forze d’inerzia
Le forze inerziali sono forze fittizie che compaiono quando in fisica studiamo un oggetto su un sistema di riferimento non inerziale, cioè su un sistema di riferimento che cambia la grandezza o la direzione della sua velocità.
Si tratta, in altre parole, di un tipo di forze che vengono “inventate” affinché siano rispettate le leggi della fisica, in particolare l’equazione a cui deve rispondere qualsiasi tipo di sistema:
Logicamente, le forze inerziali dovrebbero essere considerate solo in sistemi di riferimento non inerziali, come una piattaforma rotante. Se, ad esempio, utilizziamo il terreno come sistema di riferimento (sistema di riferimento tipico), non è necessario includere questo tipo di forze.
Momento d’inerzia
Il momento d’inerzia è un modo per misurare l’inerzia rotazionale di un corpo o sistema. Pertanto, il momento d’inerzia indica la distribuzione delle masse di un corpo o di un sistema rispetto ad un asse di rotazione.
Pertanto il momento di inerzia dipende dalla geometria del corpo o sistema e dalla posizione dell’asse di rotazione.
La formula per calcolare il momento di inerzia di un sistema è:
Dove m i è la massa di ciascuna particella nel sistema e r i è la distanza minima tra ciascuna particella e l’asse di rotazione.
Le unità per il momento d’inerzia sono kg m 2 .