PER IL MODERATORE: riposto un messaggio prima rifiutatomi perche'
troppe volte
(involontariamente!) crosspostato. Spero che ora vada bene. Ciao, V.
Moretti
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Ecco come vedo io la questione dei sistemi inerziali.
Supponiamo di non avere ancora definito il concetto di forza, tuttavia
e' ovvio dall'esperienza che in qualche modo il moto di un corpo e'
alterato dalla presenza di altri corpi e dal moto di questi.
Se non altro tale alterazione si ha quando i corpi si toccano uno con
l'altro, ma esitono anche influenze a distanza (quelle che una volta
introdotto il concetto di forza saranno date da forze a distanza
gravitazionali, elettriche ecc..). Diremo "interazioni" le proprieta'
dei
corpi di interferire reciprocamente nei propri moti.
Possimo pensare i corpi, per quello che riguarda questa
discussione come "punti materiali" (cioe' trascuriamo le eventuali
strutture e moti interni).
La domanda che ora ci poniamo e' la seguente:
supponiamo di allontanare tutti i corpi presenti nell'universo l'uno
dall'altro fino a distanze grandissime e di lasciarli "liberi" con
velocita'
iniziali arbitrarie.
Quale sara' il loro moto relativo? Posso avere QUALSIASI moto relatico
oppure no?
E' una domanda altamente NON banale. Si potrebbe pensare che le
interazioni si "spengano" e che il moto relativo dei corpi sia
completamente "a piacere". Cioe' se io mi metto in quiete con uno
di essi (piu' precisamente con un sistema di assi associato ad alcuni
di essi
in quiete relativa (ammesso che ci siano corpi in quiete relativa))
vedo gli altri fare qualunque tipo di moto.
L'ipotesi alla base della meccanica di Newton espressa in termini piu'
moderni
(e in parte Machiani), verificata con ottima approssimazione per
esempio
considerando le reciprocamente lontanissime "stelle fisse" (fisse, con
buona
approssimazione l'una rispetto alle altre, non rispetto a noi), invece
e'
un'altra:
*** i corpi lontanissimi risultano essere in quiete tra di
loro o muoversi tra di loro di moto rettilineo uniforme, con velocita'
e direzioni arbitrarie ma COSTANTI..***
Notare che e' un fatto veramente strordinario e altamente non ovvio.
In altri temini, si puo' trovare sempre un sistema di riferimento
dove TUTTI i corpi lontanissimi si muovono di moto rettilineo
uniforme (alcuni sono anche fermi lo includiamo come caso limite...).
Se mi muovo di moto rettilineo uniforme rispetto al sistema di
coordinate
suddetto, vedro' ancora i corpi lontanissimi in moto rettilineo
uniforme.
In altre parole,
*** esiste una classe di sistemi di riferimento, detti INERZIALI, in
cui
i corpi tra di loro lontanissimi sono visti
muoversi di moto rettilineo uniforme (con velocita' diverse includendo
la velocita' nulla).***
Questo e' il contenuto fisico della legge d'inerzia o prima legge
della dinamica.
Ora, TUTTA la meccanica e' costruita in questi sistemi di riferimento
e procede come segue.
Consideriamo due corpi in un sistema inerziale, possono accadere due
cose
almeno quando i quando i corpi sono tra di loro vicini.
1) il moto ciascuno di essi rimane rettilineo uniforme
2) il loro moto di almeno uno di essi cessa di essere rettilineo
uniforme.
Nel secondo caso si dice che i due corpi si esercitano "una forza".
La forza "misura" di quanto il moto di un corpo si discosta dal
moto "naturale" rettilineo uniforme...
Poi si passa alle definizioni di forza, massa ecc... ma non e' il caso
di
addentrarsi (perche' richiede altre precisazioni come il "determinismo"
ecc..).
Una sola osservazione per concludere: il concetto di forza e' piu'
restrittivo di quello di interazione. I corpi lontanissimi NON si
esercitano forze per definizione se vale il primo principio della
dinamica. Tuttavia tali corpi in qualche modo interagiscono tra di
loro: ognuno "conosce" il moto degli altri per costruire il
sistema inerziale. Quindi devono esistere delle interazioni
non descrivibili con il concetto di forza. Questo e' in qualche modo
una parte del famoso "principio di Mach" che spinse Einstein a
formulare
la teoria della relativita' generale.
Ciao, Valter
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Valter Moretti,
Department of Mathematics
and INFN, Trento University
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Valter Moretti,
Department of Mathematics
and INFN, Trento University
Received on Wed May 20 1998 - 00:00:00 CEST