Lezione di fisica N.1

Relatività del moto.

Che cosa si intende con la parola “relatività”? La relatività di cui si parla è la relatività del moto: se un treno si muove a 100 km/h rispetto alla terra ferma, posso anche dire che la terra ferma si muove a 100 km/h rispetto al treno. E' il principio di relatività già esposto da Galilei. In una nave in moto uniforme, tutto si svolgerà come sulla terra ferma, quindi non ha senso assumere la terra ferma come riferimento spaziale assoluto. Perciò: la relatività del moto. Questo in prima analisi, perché poi nei sistemi accelerati rispetto alla terra ferma, e perciò accelerati anche rispetto alla nave, le leggi della fisica non sono più le stesse. Questo porta a stabilire una categoria di riferimenti spaziali (terra ferma e nave di moto uniforme) che sembrano funzionare meglio di altri e che prendono il nome di: sistemi di riferimento inerziali. Ogni sistema di riferimento che si muove di moto rettilineo uniforme rispetto a un sistema rif. inerziale è a sua volta esso stesso un sist. rif. inerziale (quindi se ne possono concepire infiniti). La terra abbiamo assunto essere un sist. rif. inerziale, ma in realtà, poiché ruota su se stessa (rispetto alle stelle fisse) non può essere un perfetto sist. rif. inerziale, ma lo è in prima approssimazione (l'esperienza fisica che ci dice che la terra non è un perfetto sist. rif. inerziale è l'esperienza del pendolo di Focault). Come definire in altra maniera un sist. rif. inerziale? Un sist. rif. inerziale è un sistema di riferimento nel quale un corpo non soggetto a forze, continua a muoversi di moto rettilineo uniforme (e se è inizialmente fermo, fermo rimane). Questa è anche la legge di inerzia o 1° legge della dinamica di Newton: un corpo non soggetto a forze, in un sistema inerziale, continua a muoversi di moto rettilineo uniforme (o rimane fermo se inizialmente fermo). Ora, qui è un po' come il cane che si morde la coda, infatti, il fatto che un corpo (non soggetto a forze) si muove di moto rettilineo uniforme serve a identificare un sistema inerziale e quindi la verifica della 1° legge di Newton è automatica, va da sé! (Questa è solo la dimostrazione che le leggi della fisica nascono spesso da una necessità teorica e non sempre da strette dimostrazioni!)

Dunque siamo arrivati qui: abbiamo infiniti sist. rif. inerziali (ogni sistema di riferimento che si muove di moto rettilineo uniforme rispetto a un sist. rif. inerziale è a sua volta inerziale). Nei sist. rif. inerziali un corpo non soggetto a forze continua a muoversi di moto rettilineo uniforme (o rimane fermo se è inizialmente fermo): questa è la legge di inerzia o 1° legge della dinamica di Newton.

Un sistema o un corpo accelerato rispetto a un sist. rif. inerziale automaticamente è accelerato rispetto a tutti i sist. rif. inerziali. Lo spazio-tempo concepito da Newton è uno spazio euclideo (cioè uno spazio in cui vale la geometria di Euclide, che si studia a scuola) e nel quale c'è un tempo che è assoluto, cioè che scorre uguale per tutti gli abitanti e per tutte le realtà fisiche dell'universo! Potrebbe scorrere diversamente il tempo, a seconda di diverse realtà fisiche? E perciò non essere più assoluto? Lo vedremo alla prossima lezione........