Tuttavia... "per assimilare un concetto", occorre andare oltre le definizioni formali e cercare un'idea intuitiva del significato. Spesso anche la scienza procede in questo modo. Si comincia con una "definizione di lavoro" provvisoria, poi, quando la si è ben compresa, la si sostituisce con una definizione più precisa. Questo è il procedimento usato qui. Le spiegazioni possono essere più lunghe, ma il procedimento è più facile per uno studente, ed evita la frustrazione dovuta a concetti introdotti troppo prematuramente.
Come definizione provvisoria, chiamiamo "forza" ciò che causa o cambia il moto.
Una forza con cui ognuno è familiare è il peso degli oggetti, la forza che cerca di farli muovere verso il basso, di farli cadere verso il centro della Terra. Possiamo quindi misurare la forza (almeno per ora, provvisoriamente) in chilogrammi di peso, e considerare come una forza tutto ciò che può contrastare il peso. Per esempio, una molla a spirale può essere compressa o allungata da un peso, per cui si può dire correttamente che anche la molla esercita una forza quando è compressa o allungata.
Analizzando le esperienze di ogni persona, compreso Newton, possiamo distinguere due situazioni fondamentali in cui una forza produce un movimento:
- La forza fa muovere un oggetto vincendo una resistenza esterna.
- La forza fa muovere un oggetto contro una trascurabile resistenza esterna.
1. Moto contro una resistenza esterna
Questo tipo di moto sarà discusso in una prossima sezione, in connessione con il concetto di "lavoro." Vari esempi includono:
- --Sollevare un libro dal pavimento al tavolo (la forza esercitata dalla mano che effettua il sollevamento deve contrastare la forza di gravità che tira verso il basso)
- --Trascinare un tavolo lungo una stanza (l'azione della mano deve contrastare la forza di attrito del pavimento),
- --Un aeroplano che vola a 1000 km/ora (la spinta dei motori deve vincere la resistenza dell'aria).
La velocità del moto non entra in questo discorso, per cui, in linea di principio, rientra in questo caso anche la situazione in cui la forza contrastante bilancia completamente la forza applicata, e quindi non vi è alcun moto
Newton chiamò inerzia questa resistenza interna al moto.
Ovviamente, l'inerzia aumenta con la quantità di materia dell'oggetto. Una boccia da bowling è più difficile da far muovere e più difficile da fermare rispetto a un pallone di gomma delle stesse dimensioni.
La boccia da bowling è anche più pesante, cioè è attratta verso il basso da una forza maggiore: ma il peso è un effetto della gravità, mentre l'inerzia non lo è. Queste due grandezze sembrano somigliarsi in qualche modo, e nella prossima sezione analizzeremo più in profondità questo argomento.
Curiosità:
Le superpetroliere ("Grandi navi-cisterna per il petrolio") sono delle navi enormi che possono trasportare 150-300·000 tonnellate di petrolio grezzo a una velocità di circa 30 km/ora. Un carico così pesante comporta una enorme inerzia. Anche con i motori azionati all'indietro, a una superpetroliera occorre un miglio o anche più per fermarsi, ed è ugualmente difficoltoso farla virare. Comunque gli incidenti vanno evitati ad ogni costo, poiché la fuoriuscita di petrolio produce immensi danni ambientali.
Il personale per la guida delle superpetroliere viene quindi addestrato in un istituto in Olanda, facendogli pilotare una piccola replica di una superpetroliera in un lago. La replica è lunga circa 8 metri, e il pilota vi siede all'interno, sporgendo soltanto con la testa. Anche se piccola, la barca è pesante e con un motore sottodimensionato. Il motore è del tipo di quelli usati per i piccoli fuoribordo, e anche il timone è in scala, molto piccolo. Quindi, anche se la barca ha una velocità nettamente minore di una superpetroliera, è comunque altrettanto difficile da controllare e da fermare (nello spazio limitato del lago), e quindi fornisce un buon addestramento per coloro che dovranno pilotare grandi e pesanti navi.
Per saperne di più
Vi è qui una 