Giocare a hockey, guidare un'auto e anche semplicemente fare una passeggiata sono tutti esempi quotidiani delle leggi del moto di Newton. Compilato nel 1687 dal matematico inglese Isaac Newton, le tre leggi principali descrivono le forze e il movimento per gli oggetti sulla Terra e in tutto l'universo.

Sviluppo della fisica classica

I filosofi hanno studiato il movimento degli oggetti da tempi antichi. Dopo aver osservato il moto del sole, delle stelle e dei pianeti, il filosofo greco Aristotele e in seguito Tolomeo credettero che la Terra fosse il centro dell'universo. Nell'Europa del XVI secolo, il matematico polacco Nicolas Copernico sfidò questa teoria ponendo il sole al centro del sistema solare con i pianeti che orbitavano attorno ad esso. Il secolo successivo, il fisico tedesco Johannes Kepler descrisse le orbite ellittiche dei pianeti, e il matematico e astronomo italiano Galileo Galilei condusse esperimenti per studiare i movimenti dei proiettili. Isaac Newton sintetizzò questo lavoro in un'analisi matematica e introdusse il concetto di forza e le sue tre leggi del moto.

Prima legge: inerzia

La prima legge di Newton, chiamata anche legge di inerzia, afferma che un oggetto rimane a riposo o continua in moto uniforme a meno che non sia costretto a cambiare con l'azione di una forza esterna. La tendenza dell'oggetto a rimanere a riposo o mantenere una velocità costante è chiamata inerzia e la sua resistenza alla deviazione dall'inerzia varia con la sua massa. Ci vuole uno sforzo fisico - una forza - per superare l'inerzia di una persona che si alza dal letto al mattino. Una bicicletta o una macchina continueranno a muoversi a meno che il pilota o l'autista non applichi una forza di attrito attraverso i freni per fermarla. Un autista o passeggero in un'auto in movimento che non indossa la cintura di sicurezza verrà proiettato in avanti quando l'auto si fermerà improvvisamente perché rimane in movimento. Una cintura di sicurezza allacciata fornisce una forza di contenimento sul movimento del passeggero o del conducente.

Seconda legge: forza e accelerazione

La seconda legge di Newton definisce la relazione tra il cambiamento nella velocità di un oggetto in movimento - - la sua accelerazione - e la forza che agisce su di esso. Questa forza è uguale alla massa dell'oggetto moltiplicata per la sua accelerazione. Ci vuole una forza extra per spingere un piccolo yacht in mare piuttosto che spingere una superpetroliera perché quest'ultimo ha una massa maggiore del precedente.

Terza legge: azione e reazione

Terza legge di Newton afferma che non ci sono forze isolate. Per ogni forza che esiste, una di uguale magnitudine e direzione opposta agisce contro di essa: azione e reazione. Ad esempio, una palla gettata a terra esercita una forza verso il basso; in risposta, il terreno esercita una forza verso l'alto sulla palla e rimbalza. Una persona non è in grado di camminare per terra senza la forza di attrito del terreno. Quando fa un passo avanti, esercita una forza all'indietro sul terreno. Il terreno risponde esercitando una forza d'attrito nella direzione opposta permettendo al deambulatore di avanzare mentre fa un ulteriore passo con l'altra gamba.