{"id":1358,"date":"2005-05-26T00:00:00","date_gmt":"2005-05-25T22:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"1358","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/1358\/","title":{"rendered":"Cos’è di preciso l’inerzia? O meglio, l’energia cinetica che acquista un corpo viene a distribuirsi uniformemente sul corpo stesso? Perché, dopo l’applicazione di una forza su di un oggetto, questo non si ferma all’istante? I fotoni sono soggetti ad inerzia anche se privi di massa?"},"content":{"rendered":"

La parola inerzia, nella lingua comune, definisce “la tendenza dei corpi a perseverare nello stato di quiete o di moto rettilineo e uniforme finch\u00e9 non subentri una forza esterna” (Zingarelli). <\/p>\n

In fisica occorre essere un po’ pi\u00f9 precisi.
Esistono dei sistemi di riferimento, quelli inerziali cio\u00e8 solidali con le stelle fisse o in moto traslatorio rettilineo e uniforme rispetto ad esse, rispetto ai quali valgono i tre principi della dinamica classica. <\/p>\n

Il secondo principio, in particolare,\u00a0\u00e8 formulato avendo come soggetto il “punto materiale”. Quest’ultimo rappresenta in fisica un oggetto di cui\u00a0\u00e8 legittimo trascurare le dimensioni in quanto piccole rispetto alle dimensioni del movimento che esso compie, ma anche una porzione di un oggetto di dimensioni qualsiasi che “faremo tendere a zero” (la porzione soltanto: l’oggetto rimane quello che \u00e8) con i noti metodi dell’analisi differenziale. <\/p>\n

Limitandoci in prima battuta al punto materiale e vincolandolo per semplicit\u00e0 a un moto rettilineo scopriamo che una forza che lo accelera da fermo compie un lavoro e che questo lavoro vale:
L = 1\/2 m v2<\/sup>.
<\/strong><\/em>Se, con una forza opposta, fermiamo il punto materiale, scopriamo che il lavoro che esso (punto) compie sulla forza frenante\u00a0\u00e8 ancora L<\/span>, quindi esso restituisce, fermandosi, interamente il lavoro speso per metterlo in moto. <\/p>\n

Se il corpo era gi\u00e0 in moto e lo acceleriamo o lo freniamo, o, rimuovendo il vincolo rettilineo di cui sopra, lo acceleriamo o freniamo in qualsiasi direzione, sempre il lavoro netto speso o recuperato, dette v1<\/sub><\/em><\/strong> e v2<\/sub><\/em><\/strong> le velocit\u00e0 rispettivamente prima e dopo la variazione,\u00a0\u00e8 pari alla differenza:<\/font><\/font><\/p>\n

ΔL = 1\/2 m v2<\/sub>2<\/sup> – 1\/2 mv1<\/sub>2<\/sup><\/strong><\/em><\/font><\/p>\n

Quindi siamo autorizzati a considerare il termine:<\/font><\/p>\n

1) Ec<\/sub> = 1\/2 m v2<\/sup><\/em><\/strong> <\/sup><\/font><\/p>\n

come una funzione dello stato di moto del punto materiale e lo chiameremo “energia cinetica”. <\/p>\n

Quindi, rispetto a un dato sistema di riferimento, un punto materiale ha un’energia cinetica data dalla 1).<\/font><\/p>\n

Se un corpo ha una dimensione non trascurabile rispetto al moto, ogni sua porzione infinitesima, assimilabile singolarmente al punto materiale, avr\u00e0 la sua energia cinetica (infinitesima) rispetto al riferimento dato. Per esempio un corpo che si muova di moto rototraslatorio (come un pallone calciato con “effetto”) avr\u00e0 i suoi punti periferici che cambiano continuamente velocit\u00e0 rispetto a terra. E conseguentemente cambier\u00e0 continuamente nel tempo l’energia cinetica a loro associata.<\/p>\n

Il pallone nel suo insieme, invece conserver\u00e0 la sua energia cinetica totale che sar\u00e0 uguale alla somma integrale delle energie cinetiche di tutte le sue particelle infinitesime. Si dimostra facilmente che questa energia cinetica totale\u00a0\u00e8 uguale alla somma dell’energia cinetica “traslatoria”, come se la massa del pallone fosse concentrata nel suo baricentro, e di quella “rotatoria” relativa cio\u00e8 alla rotazione pura attorno al baricentro stesso. <\/font><\/p>\n

La “sommabilit\u00e0” dell’energia cinetica del baricentro e dell’energia cinetica “rispetto” al baricentro\u00a0\u00e8 applicabile a qualsiasi sistema di punti materiali, anche non rigido, e quindi non necessariamente dotato di moto rototraslatorio. <\/p>\n

L’energia cinetica, insomma, si “distribuisce” sul corpo stesso (ogni sua particella elementare ne\u00a0\u00e8 dotata), ma, come abbiamo visto, non necessariamente in modo uniforme (sarebbe uniforme solo per moto rigido puramente traslatorio). <\/p>\n

Quanto alla “fermata istantanea” questa comporterebbe una variazione non nulla di velocit\u00e0 in un tempo nullo. Ne conseguirebbe una accelerazione (o decelerazione) infinita e, per il secondo principio, una forza infinita quindi impossibile. Occorre per\u00f2 dire che fenomeni bruschi come gli urti impongono variazioni brusche di velocit\u00e0 in tempi molto brevi anche se non nulli. Esse danno quindi luogo a accelerazioni, forze e sforzi molto intensi nei materiali. E’ infatti esperienza quotidiana avere rotture per urto e l’urto pu\u00f2 essere utilizzato proprio per la sua capacit\u00e0 di produrre forze rilevanti anche se di breve durata: martelli, magli, pugni e schiaffi. <\/p>\n

I fotoni infine viaggiano alla velocit\u00e0 della luce, hanno un’energia data dalla relazione di Planck:
E = h f<\/em><\/strong>
dove E<\/strong><\/em>\u00a0\u00e8 l’energia, h<\/em><\/strong> la costante universale di Planck<\/font> (1,054572660E-34 J.s<\/strong>)<\/em> e f<\/em><\/strong> la frequenza dell’onda.
La loro massa, essendo la quantit\u00e0 di moto p = hf \/ c<\/strong><\/em> , vale: <\/font><\/p>\n


m2 <\/sup>= E2<\/sup>\/c4 <\/sup>– p2<\/sup>\/c2<\/sup> <\/strong><\/em><\/font><\/p>\n

= h2<\/sup> f2<\/sup> \/ c4<\/sup> – h2<\/sup> f2<\/sup> \/ c2<\/sup> \/ c2<\/sup> = 0<\/strong><\/em><\/font><\/p>\n

quindi m = 0<\/em><\/strong><\/font><\/p>\n

<\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/em><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/strong><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/font><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[…]<\/p>\n","protected":false},"author":268,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[51],"tags":[],"class_list":["post-1358","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-meccanica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1358","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/users\/268"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1358"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1358\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1358"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1358"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1358"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}