Leggi del moto di Newton, relazioni tra le forze che agiscono su un corpo e il moto del corpo, formulate per la prima volta dal fisico e matematico inglese Sir Isaac Newton.
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Quali sono le leggi del moto di Newton?
Le leggi del moto di Newton mettono in relazione il moto di un oggetto con le forze che agiscono su di esso. Nella prima legge, un oggetto non cambierà il suo movimento a meno che una forza non agisca su di esso. Nella seconda legge, la forza su un oggetto è uguale alla sua massa per la sua accelerazione. Nella terza legge, quando due oggetti interagiscono, applicano forze l’una all’altra di uguale grandezza e direzione opposta.
Perché le leggi del moto di Newton sono importanti?,
Le leggi del moto di Newton sono importanti perché sono il fondamento della meccanica classica, uno dei principali rami della fisica. La meccanica è lo studio di come gli oggetti si muovono o non si muovono quando le forze agiscono su di loro.
La prima legge di Newton afferma che, se un corpo è a riposo o si muove a velocità costante in linea retta, rimarrà a riposo o continuerà a muoversi in linea retta a velocità costante a meno che non sia agito da una forza. Questo postulato è noto come la legge di inerzia., La legge di inerzia fu formulata per la prima volta da Galileo Galilei per il moto orizzontale sulla Terra e fu in seguito generalizzata da René Descartes. Prima di Galileo si era pensato che tutto il movimento orizzontale richiedesse una causa diretta, ma Galileo dedusse dai suoi esperimenti che un corpo in movimento sarebbe rimasto in movimento a meno che una forza (come l’attrito) non lo facesse riposare.
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La seconda legge di Newton è una descrizione quantitativa dei cambiamenti che una forza può produrre sul moto di un corpo. Afferma che il tasso di tempo di cambiamento della quantità di moto di un corpo è uguale sia in grandezza che in direzione alla forza imposta su di esso. Il momento di un corpo è uguale al prodotto della sua massa e della sua velocità. La quantità di moto, come la velocità, è una quantità vettoriale, avente sia magnitudine che direzione., Una forza applicata a un corpo può cambiare la grandezza della quantità di moto, o la sua direzione, o entrambi. La seconda legge di Newton è una delle più importanti in tutta la fisica. Per un corpo la cui massa m è costante, può essere scritta nella forma F = ma, dove F (forza) e a (accelerazione) sono entrambe quantità vettoriali. Se un corpo ha una forza netta che agisce su di esso, viene accelerato secondo l’equazione. Al contrario, se un corpo non viene accelerato, non vi è alcuna forza netta che agisce su di esso.,
La terza legge di Newton afferma che quando due corpi interagiscono, applicano forze l’uno all’altro che sono uguali in grandezza e opposte in direzione. La terza legge è anche conosciuta come la legge di azione e reazione. Questa legge è importante nell’analisi dei problemi di equilibrio statico, dove tutte le forze sono bilanciate, ma si applica anche ai corpi in movimento uniforme o accelerato. Le forze che descrive sono quelle reali, non semplici dispositivi di contabilità. Ad esempio, un libro appoggiato su un tavolo applica una forza verso il basso pari al suo peso sul tavolo., Secondo la terza legge, la tabella applica una forza uguale e opposta al libro. Questa forza si verifica perché il peso del libro fa sì che il tavolo si deformi leggermente in modo che si spinga indietro sul libro come una molla a spirale.
Le leggi di Newton apparvero per la prima volta nel suo capolavoro, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), comunemente noto come Principia. Nel 1543 Niccolò Copernico suggerì che il Sole, piuttosto che la Terra, potesse essere al centro dell’universo., Negli anni successivi Galileo, Johannes Keplero e Cartesio posero le basi di una nuova scienza che avrebbe sostituito la visione del mondo aristotelica, ereditata dagli antichi greci, e spiegato il funzionamento di un universo eliocentrico. Nei Principia Newton creò quella nuova scienza. Ha sviluppato le sue tre leggi per spiegare perché le orbite dei pianeti sono ellissi piuttosto che cerchi, a cui è riuscito, ma si è scoperto che ha spiegato molto di più. La serie di eventi da Copernico a Newton è conosciuta collettivamente come la Rivoluzione scientifica.,
Nel 20 ° secolo le leggi di Newton furono sostituite dalla meccanica quantistica e dalla relatività come leggi fondamentali della fisica. Tuttavia, le leggi di Newton continuano a dare un resoconto accurato della natura, tranne che per corpi molto piccoli come gli elettroni o per corpi che si muovono vicino alla velocità della luce. La meccanica quantistica e la relatività si riducono alle leggi di Newton per corpi più grandi o per corpi che si muovono più lentamente.