{"id":39,"date":"2023-06-26T23:01:22","date_gmt":"2023-06-26T23:01:22","guid":{"rendered":"https:\/\/physigeek.com\/it\/prima-legge-di-newton-legge-dellinerzia\/"},"modified":"2023-06-26T23:01:22","modified_gmt":"2023-06-26T23:01:22","slug":"prima-legge-di-newton-legge-dellinerzia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/physigeek.com\/it\/prima-legge-di-newton-legge-dellinerzia\/","title":{"rendered":"Prima legge di newton (legge d'inerzia)"},"content":{"rendered":"

Questo articolo spiega cosa dice la prima legge di Newton, conosciuta anche come legge dell’inerzia. Oltre all’enunciazione della prima legge di Newton, vedrai esempi di questa legge e la sua formula matematica. Infine, potrai esercitarti con esercizi risolti passo dopo passo della prima legge di Newton. <\/p>\n

<\/span> Qual \u00e8 la prima legge di Newton?<\/span><\/h2>\n

L’enunciato della prima legge di Newton<\/strong> , detta anche legge dell’inerzia, afferma quanto segue: <\/p>\n

\n

Un corpo rimane fermo o viaggia a velocit\u00e0 costante se su di esso non agisce alcuna forza esterna. In altre parole, \u00e8 necessario applicare una forza a un corpo per cambiare il suo stato di movimento o di quiete.<\/p>\n<\/div>\n

Ad esempio, un oggetto fermo al suolo non si muover\u00e0 finch\u00e9 non agir\u00e0 su di esso una forza.<\/p>\n

Pertanto, la prima legge di Newton implica che se un corpo si muove di moto rettilineo uniforme, significa che su di esso non agisce alcuna forza esterna oppure che la forza risultante dell’intero sistema \u00e8 nulla.<\/p>\n

In totale ci sono tre leggi di Newton, quella che abbiamo appena visto che \u00e8 chiamata anche principio di inerzia, la seconda legge o principio fondamentale della dinamica, e la terza legge o principio di azione e reazione.<\/p>\n

Logicamente, le tre leggi prendono il nome dal fisico Isaac Newton perch\u00e9 fu il primo a spiegarle nella sua opera Principi matematici della filosofia naturale<\/em> . Questa pubblicazione \u00e8 considerata uno dei pilastri della fisica. <\/p>\n

<\/span> Esempi della prima legge di Newton<\/span><\/h2>\n

Considerando la definizione della prima legge di Newton (o legge d’inerzia), analizzeremo di seguito alcuni esempi di questa regola.<\/p>\n

    \n
  1. Un chiaro esempio della prima legge di Newton \u00e8 un divano appoggiato sul pavimento. Se non viene esercitata alcuna forza sul divano, non si muover\u00e0 e rimarr\u00e0 fermo. Ma se il divano viene spinto con una forza sufficientemente grande, il divano acquister\u00e0 velocit\u00e0 e quindi cambier\u00e0 il suo stato di movimento.<\/span><\/li>\n
  2. Un altro esempio della prima legge di Newton \u00e8 quello di una sonda spaziale che si muove a velocit\u00e0 costante nello spazio. Una volta superata l’influenza gravitazionale dei pianeti, non c’\u00e8 attrito o altra forza nello spazio. Pertanto, una sonda spaziale si muove a velocit\u00e0 costante nello spazio perch\u00e9 su di essa non agisce alcuna forza.<\/span><\/li>\n
  3. Un’auto che si muove a velocit\u00e0 costante \u00e8 anche un esempio della prima legge di Newton (o legge di inerzia), poich\u00e9 per muoversi senza accelerazione la forza risultante deve essere zero. Quando l’auto si muove in avanti, su di essa agisce una forza di attrito che contrasta il movimento, quindi per muoversi a velocit\u00e0 costante, il motore dell’auto deve esercitare una forza della stessa grandezza e direzione ma in direzione opposta. In questo modo le due forze si oppongono e l’auto si muove alla stessa velocit\u00e0.<\/span> <\/li>\n<\/ol>\n

    <\/span> Prima formula della legge di Newton<\/span><\/h2>\n

    Per approfondire il concetto della prima legge di Newton, in questa sezione vedremo la formula con cui tale legge pu\u00f2 essere espressa.<\/p>\n

    Matematicamente, la formula della prima legge di Newton<\/strong> afferma che se la somma delle forze di un sistema \u00e8 zero, anche l’accelerazione di detto sistema \u00e8 zero. \u00c8 vero anche il contrario.<\/p>\n

    \n

    \"\\displaystyle<\/p>\n<\/p>\n

    Allo stesso modo, se la somma delle forze \u00e8 zero, ci\u00f2 implica che la quantit\u00e0 di moto (o momento lineare) \u00e8 costante.<\/p>\n

    \n

    \"\\displaystyle<\/p>\n<\/p>\n

    In ogni caso, queste espressioni servono solo a esprimere la legge attraverso l’algebra. L’importante \u00e8 che tu capisca il significato della prima legge di Newton e che la somma di tutte le forze deve essere zero affinch\u00e9 sia vera. <\/p>\n

    <\/span> Esercizi risolti della prima legge di Newton<\/span><\/h2>\n

    Esercizio 1<\/h3>\n

    Quanta forza deve esercitare un ascensore per sollevare un oggetto di 7 kg? <\/p>\n

    \n
    vedere la soluzione<\/strong><\/div>\n<\/div>\n

    La prima cosa che dobbiamo fare per risolvere questo problema \u00e8 calcolare la forza di gravit\u00e0 che la Terra esercita sull’oggetto. Per fare ci\u00f2, utilizziamo la formula della forza peso:<\/p>\n

    \n

    \"P=m\\cdot<\/p>\n<\/p>\n

    Quindi, secondo la prima legge di Newton, se l’ascensore esercita una forza verticale di 68,67 N verso l’alto, l’oggetto rimarr\u00e0 fermo poich\u00e9 la forza risultante sar\u00e0 nulla. L’ascensore deve quindi esercitare una forza maggiore di 68,67 N per poter iniziare a salire.<\/p>\n

    <\/div>\n

    Esercizio 2<\/h3>\n

    Un ascensore solleva un corpo la cui massa \u00e8 100 kg. In un dato istante, la forza di attrito che si oppone al movimento \u00e8 di 300 N e la forza verso l’alto esercitata dal cavo \u00e8 di 1100 N. L’ascensore sta accelerando, decelerando o spostandolo a velocit\u00e0 costante? <\/p>\n

    \n
    vedere la soluzione<\/strong><\/div>\n<\/div>\n

    Per prima cosa calcoliamo la forza gravitazionale che la Terra esercita sul corpo con la formula del peso:<\/p>\n

    \n

    \"P=m\\cdot<\/p>\n<\/p>\n

    Quindi la somma totale di tutte le forze che tirano gi\u00f9 l’ascensore \u00e8:<\/p>\n

    \n

    \"F_{\\text{down}}=300+981=1281<\/p>\n<\/p>\n

    D\u2019altronde l\u2019unica forza che spinge l\u2019ascensore verso l\u2019alto \u00e8 quella del cavo.<\/p>\n

    \n

    \"F_{\\text{up}}=1100<\/p>\n<\/p>\n

    Quindi la somma delle forze verso il basso \u00e8 maggiore delle forze verso l’alto, quindi l’ascensore rallenta in quel punto. <\/p>\n

    \n

    \"F_{\\text{down}}F_{\\text{up}} \\ \\longrightarrow \\ \\text{freins d’ascenseur}” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”19″ width=”282″ style=”vertical-align: -6px;”><\/p>\n<\/p>\n

    <\/div>\n

    Esercizio 3<\/h3>\n

    Una scatola di massa 60 kg viene trascinata da una corda che forma un angolo di 30\u00b0 con il suolo. Se sulla corda \u00e8 necessaria una forza di 120 N per spostare la scatola con una velocit\u00e0 costante di 10 m\/s, qual \u00e8 il valore approssimativo del coefficiente di attrito dinamico tra la scatola e il suolo? <\/p>\n

    \n
    \"primo<\/figure>\n<\/div>\n
    \n
    vedere la soluzione<\/strong><\/div>\n<\/div>\n

    Poich\u00e9 conosciamo l’angolo di inclinazione della forza applicata, possiamo scomporlo in una forza verticale e una forza orizzontale utilizzando i rapporti trigonometrici:<\/p>\n

    \n

    \"F_x=120\\cdot<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"F_y=120\\cdot<\/p>\n<\/p>\n

    Calcoliamo invece la forza del peso che la Terra esercita sulla scatola:<\/p>\n

    \n

    \"P=m\\cdot<\/p>\n<\/p>\n

    Il diagramma di corpo libero del sistema \u00e8 quindi: <\/p>\n

    \n
    \"esercizio<\/figure>\n<\/div>\n

    Tieni presente che le forze F x<\/sub> e F y<\/sub> mostrate sono solo la scomposizione della forza di 120 N, quindi non agiscono contemporaneamente ma piuttosto le due forze stanno sostituendo la forza di 120 N.<\/p>\n

    Poich\u00e9 la scatola si muove a velocit\u00e0 costante, ci\u00f2 implica che sia in equilibrio, quindi possiamo applicare le condizioni di equilibrio per risolvere l’esercizio. Per prima cosa stabiliamo l’equazione dell’equilibrio verticale per trovare la forza normale: <\/p>\n

    \n

    \"\\somme<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"N+F_y-P=0\"<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"N=P-F_y\"<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"N=588,6-60=528,6<\/p>\n<\/p>\n

    E infine notiamo l’equazione di equilibrio orizzontale per determinare il coefficiente di attrito: <\/p>\n

    \n

    \"\\somme<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"F_x-F_{\\mu}=0\"<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"F_x-\\mu<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"103,92-\\mu<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"103,92=\\mu<\/p>\n<\/p>\n

    \n

    \"\\mu=\\cfrac{103,92}{528,6}=0,20\"<\/p>\n<\/p>\n

    <\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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