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di Ron Kurtus (rivisto l’11 giugno 2019)
Quando una forza esterna viene applicata su un oggetto, questo resisterà a un cambiamento di velocità o accelerazione. Questa resistenza è chiamata forza inerziale. Poiché non è una forza applicata o esterna, è anche chiamata forza fittizia.
Il concetto si basa sulle leggi del moto di Newton, comprese la legge d’inerzia e la legge di azione-reazione.
La forza inerziale può essere esaminata sia quando si applica una forza su un oggetto sia quando una forza viene applicata su di noi.
Le domande che potresti avere includono:
- Come si relaziona la forza inerziale con le leggi di Newton?
- Cosa succede quando si applica una forza?
- Cosa succede quando una forza viene applicata su di te?
Questa lezione risponderà a queste domande. Strumento utile: Conversione di unità
Relativo alle leggi di Newton
L’inerzia è una proprietà della materia. Secondo la legge d’inerzia di Newton, un oggetto a riposo tende a rimanere a riposo a meno che non sia agito da una forza. Allo stesso modo, un oggetto in movimento tende a rimanere a quella velocità a meno che non sia agito da una forza.
Il concetto di forza inerziale deriva dalle Leggi del Moto di Newton, che possono essere enunciate come:
I. Ogni oggetto in uno stato di moto uniforme – incluso l’essere fermo – tende a rimanere in quello stato di moto a meno che non gli venga applicata una forza esterna (legge d’inerzia).
II. La relazione tra la massa m di un oggetto, la sua accelerazione a, e la forza applicata o esterna F è: F = ma.
III. Se una forza viene applicata ad un oggetto, c’è una reazione o resistenza apparente uguale e contraria (legge di azione-reazione).
Questa reazione uguale e contraria è chiamata forza inerziale. È una forza fittizia o pseudo tale pari a -F = ma.
Questo significa che non esiste una forza unidirezionale o una forza che agisce su un solo oggetto. Ci devono essere sempre due oggetti coinvolti, che agiscono l’uno sull’altro. Un oggetto agisce sull’altro, mentre il secondo resiste all’azione del primo.
(Vedi Moto e legge d’inerzia per maggiori informazioni.)
Quando applichi una forza
Quando applichi una forza su un oggetto che si muove liberamente per accelerare, decelerare o cambiare la sua direzione, una forza inerziale uguale agisce sull’oggetto in una direzione opposta alla tua forza applicata.
Puoi sperimentare o sentire questa forza inerziale. Se non ci fosse una forza inerziale, l’oggetto si muoverebbe solo quando lo spingete.
Per esempio, quando spingete su un oggetto, potete sentire la sua resistenza al cambiamento di velocità o direzione.
Similmente, se fate oscillare una palla su una corda, sentirete la forza centrifuga che tira la palla verso l’esterno. Quella forza centrifuga è una forza inerziale, dove la palla cerca di seguire una linea retta.
Quando una forza applicata agisce su di voi
Quando una forza applicata agisce su di voi, potete sentire la forza inerziale che si oppone alla forza applicata. Tuttavia, non è così ovvio come quando una forza viene applicata su di te.
Gli esempi includono:
Quando ti viene dato uno spintone, senti la tua resistenza ad essere spostato.
Quando la forza di gravità applicata ti tira verso il terreno, puoi sentire la forza inerziale opposta dal tuo peso sul terreno.
Similmente, quando siete su una giostra in rapido movimento, potete sentire l’attrazione verso l’esterno della forza centrifuga inerziale su di voi.
Nota che alcune fonti chiamano queste forze fittizie, virtuali o pseudo forze, perché non c’è nessuna forza apparente che spinge su di voi. Tuttavia, le forze inerziali non hanno bisogno di un contatto fisico per opporsi alle forze applicate.
Sommario
Una forza inerziale resiste a un cambiamento di velocità di un oggetto e uguale e nella direzione opposta di una forza applicata, così come una forza resistiva.
Il concetto si basa sulle Leggi del Moto di Newton. La forza inerziale può essere esaminata sia quando si applica una forza su un oggetto sia quando una forza viene applicata su di voi.
Essere attivi e superare l’inerzia
Risorse e riferimenti
Credenziali di Ron Kurtus
Siti web
Forza d’inerzia – Enciclopedia di Diderot & d’Alembert
Inerzia – Wikipedia
Forza fittizia – Wikipedia
Risorse di fisica
Libri
Forze in natura di Liz Sonneborn Rosen; Gruppo editoriale (2004) $25.25 – Capire la forza gravitazionale, elettrica e magnetica
The Science of Forces di Steve Parker; Heinemann (2005) $29.29 – Progetti con esperimenti con forze e macchine
Glencoe Science: Motion, Forces, and Energy, by McGraw-Hill; Glencoe/McGraw-Hill (2001) $19.32 – Student edition (Hardcover)
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Domande e commenti
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