Inerzia

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Nota disambigua – Se cerchi l'omonima proprietà del corpo rigido, vedi Momento di inerzia.

Per inerzia si intende in fisica la proprietà della materia che ne determina la resistenza ad opporsi a variazioni dello stato di moto

Il concetto è in qualche senso più vago e più ampio di quello di massa, in quanto può comprendere anche grandezze distinte da questa, quali ad esempio il momento di inerzia che quantifica la resistenza alle accelerazioni angolari. La parola viene utilizzata in senso ancora più generico in contesti non meccanici, dove significa resistenza alla variazione di una qualche grandezza nel tempo: all'interno di considerazioni termodinamiche qualitative, ad esempio, è relativamente frequente parlare di "inerzia termica" intendendo con tale termine generico il calore specifico o la capacità termica di un oggetto.

Indice

[modifica] Definizione galileiana e newtoniana

L'inerzia dei corpi in movimento fu approfondita e svelata nella sua reale portata da Galileo Galilei, da considerare lo scopritore del relativo principio, mentre la sua prima enunciazione formale appartiene a Isaac Newton.

Per approfondire, vedi la voce principio di inerzia.

[modifica] Problematicità ed evoluzione storica

Va subito detto che il concetto, come tutti i concetti fisici, si può precisare solo fornendone una definizione operativa; la precedente definizione, che è in genere la più diffusa (Feynman stesso recensì numerosi testi destinati alle scuole superiori, scoprendo che la maggior parte di essi "definiva" l'inerzia in modo equivalente a quello newtoniano), non è tale poiché fa riferimento ad una entità astratta, non immediatamente riconducibile all'esperienza, ovvero la forza. Una migliore definizione di inerzia dovrebbe specificare lo strumento utilizzato per misurarla, identificandola sostanzialmente con la massa, che si misura ad esempio con la bilancia a piatti e dovrebbe inoltre rendere esplicito il sistema di riferimento nel quale si effettua la misura. Questa definizione, anche se precisata con una descrizione della bilancia a piatti e delle procedure da compiere per effettuare la misura, non sarebbe tuttavia ancora soddisfacente: pensiamo ad esempio alle difficoltà che comporterebbe una determinazione della massa del sole per mezzo di tale bilancia. Il concetto di inerzia, come quello di forza, fu storicamente (e, in parte, è ancora) criticato, anche da pensatori quali Berkeley, Ernst Mach, Percy Williams Bridgman e Max Jammer. In particolare Mach, nel suo tentativo di eliminare gli elementi metafisici che persistevano nell'edificio della meccanica classica, criticò la definizione newtoniana di massa (e quindi di inerzia) come quantità di materia, fornendone una definizione più chiara (anche se non priva, a sua volta, di elementi controversi) e dalla sua opera prese le mosse la teoria della relatività generale di Albert Einstein, la quale però non risolve completamente il problema dell'inerzia, nonostante costituisca l'evento più significativo nella storia di tale concetto dopo la sua formulazione iniziale. Einstein stesso disperò di poter includere il principio di Mach all'interno della sua teoria.

[modifica] L'inerzia in meccanica relativistica e in cosmologia

Sebbene il concetto di massa (e quindi di inerzia) sia ancora utilizzato, in particolare su un piano euristico, in relatività generale le quantità fisiche rilevanti (quelle che compaiono nelle equazioni di Einstein) sono il tensore energia impulso ed il tensore di Ricci: in qualche senso il concetto di inerzia è stato superato. Parafrasando Kuhn, possiamo dire che la meccanica relativistica costituisce un paradigma nuovo rispetto alla meccanica classica: di conseguenza nascono delle difficoltà nel mettere in relazione i concetti delle due teorie. All'interno del tensore energia impulso è possibile tuttavia riconoscere alcuni termini che si possono mettere in corrispondenza con la densità di massa, con la densità di quantità di moto e con il tensore degli sforzi della materia.