Inerzia

Comprensione precoce del motoEdit

Prima del Rinascimento, la teoria del moto più generalmente accettata nella filosofia occidentale era basata su Aristotele, che intorno al 335 aC al 322 aC disse che , in assenza di una forza motrice esterna, tutti gli oggetti (sulla Terra) si fermerebbero e gli oggetti in movimento continuano a muoversi solo finché cè un potere che li induce a farlo. Aristotele ha spiegato il movimento continuo dei proiettili, che sono separati dal loro proiettore, dallazione del mezzo circostante, che continua a muovere il proiettile in qualche modo. Aristotele concluse che un movimento così violento nel vuoto era impossibile.

Nonostante la sua accettazione generale, il concetto di moto di Aristotele fu contestato in diverse occasioni da importanti filosofi per quasi due millenni. Ad esempio, Lucrezio (che segue, presumibilmente, Epicuro) ha affermato che lo “stato predefinito” della materia era il movimento, non la stasi. Nel VI secolo, Giovanni Filopono ha criticato lincongruenza tra la discussione di Aristotele sui proiettili, dove il mezzo fa andare i proiettili, e la sua discussione sul vuoto , dove il mezzo ostacolerebbe il movimento di un corpo. Filopono propose che il movimento non fosse mantenuto dallazione di un mezzo circostante, ma da alcune proprietà impartite alloggetto quando veniva messo in moto. Sebbene questo non fosse il concetto moderno di inerzia, poiché cera ancora la necessità di un potere per mantenere un corpo in movimento, si è rivelato un passo fondamentale in quella direzione. Questa visione è stata fortemente contrastata da Averroè e da molti filosofi scolastici che sostengono ed Aristotele. Tuttavia, questa visione non è rimasta incontrastata nel mondo islamico, dove Filopono aveva diversi sostenitori che hanno ulteriormente sviluppato le sue idee.

NellXI secolo, il poliedrico persiano Ibn Sina (Avicenna) affermò che un proiettile in un il vuoto non si fermerebbe se non si interviene.

Teoria dellimpetoEdit

In Nel XIV secolo, Jean Buridan rifiutò lidea che una proprietà generatrice di movimento, che chiamò impeto, si dissipasse spontaneamente. La posizione di Buridan era che un oggetto in movimento sarebbe stato arrestato dalla resistenza dellaria e dal peso del corpo che si sarebbe opposto al suo impulso. Buridan sosteneva anche che limpeto aumentasse con la velocità; quindi, la sua idea iniziale di impulso era simile in molti modi per il concetto moderno di quantità di moto. Nonostante le ovvie somiglianze con idee più moderne di inerzia, Buridan vedeva la sua teoria solo come una modifica alla filosofia di base di Aristotele, mantenendo molte altre visioni peripatetiche, inclusa la convinzione che ci fosse ancora una differenza fondamentale tra un oggetto in movimento e un oggetto a riposo. Buridan credeva anche che limpeto potesse essere non solo di natura lineare ma anche circolare, facendo sì che gli oggetti (come i corpi celesti) si muovessero in cerchio.

Il pensiero di Buridan fu seguito dal suo allievo Alberto di Sassonia (1316–1390) e i calcolatori di Oxford, che eseguirono vari esperimenti che minarono ulteriormente la visione aristotelica classica. Il loro lavoro a sua volta fu elaborato da Nicole Oresme che fu pioniera della pratica della dimostrazione delle leggi del moto sotto forma di grafici.

Poco prima della teoria dellinerzia di Galileo, Giambattista Benedetti modificò la crescente teoria dellimpulso per coinvolgere solo il movimento lineare:

“… porzione di la materia corporea che si muove da sola quando un impulso è stato impresso su di essa da qualsiasi forza motrice esterna ha una naturale tendenza a muoversi su un percorso rettilineo, non curvo. “

Benedetti cita il movimento di una roccia in una fionda come esempio del movimento lineare intrinseco degli oggetti, f Orced in movimento circolare.

Classical inertiaEdit

Secondo lo storico della scienza Charles Coulston Gillispie, linerzia “è entrata nella scienza come conseguenza fisica della geometrizzazione di Descartes” dello spazio-materia, combinata con la immutabilità di Dio. “

Il principio di inerzia, che ha avuto origine con Aristotele per “moti nel vuoto”, afferma che un oggetto tende a resistere a un cambiamento di movimento. Secondo Newton, un oggetto rimarrà fermo o rimarrà in movimento (cioè manterrà la sua velocità) a meno che non venga influenzato da una forza esterna netta, sia che derivi dalla gravità, dallattrito, dal contatto o da qualche altra forza. La divisione aristotelica del moto in mondano e celeste divenne sempre più problematica di fronte alle conclusioni di Niccolò Copernico nel XVI secolo, che sosteneva che la Terra non è mai a riposo, ma in realtà è in costante movimento attorno al Sole.Galileo, nel suo ulteriore sviluppo del modello copernicano, riconobbe questi problemi con la natura allora accettata del moto e, almeno in parte, come risultato, incluse una riaffermazione della descrizione di Aristotele del moto nel vuoto come principio fisico di base :

Un corpo che si muove su una superficie piana continuerà nella stessa direzione a una velocità costante a meno che non venga disturbato.

Galileo scrive che” rimossi tutti gli impedimenti esterni, un corpo pesante su una superficie sferica concentrica alla terra si manterrà nello stato in cui è stato; se posto in movimento verso ovest (per esempio), si manterrà in quel movimento. “Questa nozione che è chiamata” inerzia circolare “o” inerzia circolare orizzontale “dagli storici della scienza, è un precursore, ma distinta da, Nozione di Newton di inerzia rettilinea. Per Galileo, un movimento è “orizzontale” se non porta il corpo in movimento verso o lontano dal centro della terra, e per lui “una nave, ad esempio, dopo aver ricevuto una volta un impulso attraverso il mare tranquillo, si sposterebbe continuamente intorno al nostro globo senza mai fermarsi. “

Vale anche la pena notare che Galileo in seguito (nel 1632) concluse che sulla base di questa premessa iniziale di inerzia, è impossibile distinguere tra un oggetto in movimento e uno stazionario senza alcun riferimento esterno con cui confrontarlo. Questa osservazione alla fine divenne la base per Albert Einstein per sviluppare la teoria della relatività speciale.

Il primo fisico a staccarsi completamente dal modello aristotelico del moto fu Isaac Beeckman nel 1614.

I concetti di inerzia negli scritti di Galileo sarebbero stati successivamente perfezionati, modificati e codificati da Isaac Newton come la prima delle sue Leggi del moto (pubblicata per la prima volta nellopera di Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, nel 1687):

Ogni corpo persevera nel suo stato di riposo, o di movimento uniforme in linea retta, a meno che non sia costretto a cambiare quello stato da forze impresse su di esso.

Dalla pubblicazione iniziale, le leggi del moto di Newton (e per inclusione, questa prima legge) sono arrivate a formare la base per il ramo della fisica noto come meccanica classica.

Il termine “inerzia” è stato introdotto per la prima volta da Johannes Kepler nel suo Epitome Astronomiae Copernicanae (pubblicato in tre parti s dal 1617 al 1621); tuttavia, il significato del termine di Keplero (da lui derivato dalla parola latina per “pigrizia” o “pigrizia”) non era esattamente lo stesso della sua interpretazione moderna. Keplero definì linerzia solo in termini di resistenza al movimento, ancora una volta basato sulla presunzione che il riposo fosse uno stato naturale che non necessitava di spiegazioni. Non fu fino al successivo lavoro di Galileo e Newton unificato riposo e movimento in un unico principio che il termine “inerzia” poteva essere applicato a questi concetti come è oggi .

Tuttavia, nonostante abbia definito il concetto in modo così elegante nelle sue leggi del moto, anche Newton non ha effettivamente usato il termine “inerzia” per riferirsi alla sua Prima Legge. Infatti, Newton originariamente vedeva il fenomeno che descriveva. nella sua prima legge del moto come causati da “forze innate” inerenti alla materia, che resistevano a qualsiasi accelerazione. Data questa prospettiva, e prendendo a prestito da Keplero, Newton attribuì il termine “inerzia” a significare “la forza innata posseduta da un oggetto che resiste ai cambiamenti di mot ione “; così, Newton definì “inerzia” come la causa del fenomeno, piuttosto che il fenomeno stesso. Tuttavia, le idee originali di Newton di “forza resistiva innata” erano in definitiva problematiche per una serie di ragioni, e quindi la maggior parte dei fisici non pensa più in questi termini. Poiché nessun meccanismo alternativo è stato prontamente accettato, ed è ora generalmente accettato che ci potrebbe non essere uno che possiamo conoscere, il termine “inerzia” è arrivato a significare semplicemente il fenomeno stesso, piuttosto che qualsiasi meccanismo intrinseco. Così, in definitiva, “inerzia” nella fisica classica moderna è diventato un nome per lo stesso fenomeno descritto dalla prima legge del moto di Newton, e i due concetti sono ora considerati equivalenti.

RelativityEdit

La teoria della relatività speciale di Albert Einstein, come proposta nel suo 1905 il documento intitolato “Sullelettrodinamica dei corpi in movimento” è stato costruito sulla comprensione dei sistemi di riferimento inerziali sviluppati da Galileo e Newton. Mentre questa teoria rivoluzionaria ha cambiato in modo significativo il significato di molti concetti newtoniani come massa, energia e distanza, Einst Il concetto di inerzia di Ein è rimasto invariato rispetto al significato originale di Newton. Tuttavia, ciò ha comportato una limitazione inerente alla relatività speciale: il principio di relatività poteva applicarsi solo ai sistemi di riferimento inerziali.Per affrontare questa limitazione, Einstein ha sviluppato la sua teoria generale della relatività (“The Foundation of the General Theory of Relativity”, 1916), che ha fornito una teoria che include sistemi di riferimento non inerziali (accelerati).