La Prima Legge di Newton, conosciuta anche come principio di inerzia, afferma che un oggetto mantiene il suo stato di quiete o di moto uniforme a meno che non sia soggetto all’azione di forze esterne. Isaac Newton, nel 1687, ha introdotto questa legge nelle sue opere Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.
La Seconda Legge di Newton stabilisce che la forza che agisce su un corpo è direttamente proporzionale alla sua massa e all’accelerazione, avendo la stessa direzione e verso. Mentre la Terza Legge di Newton afferma che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.
Il concetto di moto è stato oggetto di dibattito sin dall’antichità, fino a Galileo, il quale ha formulato il principio di inerzia per spiegare i moti di rotazione e rivoluzione della Terra. Newton ha adottato il principio di Galileo come la prima delle sue leggi del moto.
Formule
La Prima Legge di Newton implica che la risultante delle forze esterne su un corpo sia nulla: Σ F = 0. Poiché F = m· a, dove m è la massa del corpo e a è l’accelerazione, se la somma delle forze esterne è nulla, allora la velocità del corpo è costante nel tempo.
Spiegazione
Nonostante la Prima Legge di Newton affermi che un oggetto in movimento resta in movimento, ci sono sempre forze esterne, come l’attrito, che possono influenzare il moto di un corpo. Ad esempio, la forza di attrito rallenta una boccia lanciata sul terreno fino a fermarla.
Esempio
Immaginiamo un paracadutista che si getta da un aereo in volo orizzontale con velocità verticale iniziale zero. La presenza della gravità agisce sulla caduta del paracadutista, aumentando la sua velocità verticale nel tempo.
Questi principi fisici sono alla base dell’intera meccanica classica e aiutano a spiegare il comportamento e il movimento degli oggetti nell’universo.
Il fenomeno della caduta libera e l’uso del paracadute
Un corpo in caduta libera, come un paracadutista appena lanciato da un aereo, subisce immediatamente l’azione della sua forza peso, che agisce verso il basso. Questo fenomeno obbedisce alle leggi del corpo in caduta libera, le quali sono soggette alla sola accelerazione di gravità. Tale accelerazione si manifesta in direzione radiale verso il centro della Terra e ha un valore di 9.8 m/s².
La resistenza dell’aria e il moto uniformemente accelerato
L’accelerazione di un corpo in caduta libera può essere considerata costante, rendendo così valide le leggi del moto uniformemente accelerato. A mano a mano che la velocità del paracadutista aumenta, anche la resistenza dell’aria – che si oppone alla forza peso – aumenta. Quando la resistenza dell’aria raggiunge il peso del paracadutista, la forza risultante su di lui sarà nulla e la sua accelerazione si fermerà. In questo modo, il paracadutista comincerà a cadere a velocità costante.
Il ruolo del paracadute nella caduta
Quando il paracadute viene aperto, la resistenza dell’aria aumenta improvvisamente al punto da superare la forza peso del paracadutista. Di conseguenza, la forza risultante sarà orientata verso l’alto, provocando la decelerazione del paracadutista. Tale decelerazione continuerà finché la resistenza dell’aria non si ridurrà a sufficienza da rendere di nuovo le forze in equilibrio e la velocità di caduta diventerà costante. A questo punto, la velocità terminale dovrebbe attestarsi a pochi metri al secondo.
Per maggiori informazioni sul corpo in caduta libera, consulta il link: [Corpo in caduta libera](https://chimica.today/fisica/corpo-in-caduta-libera/)