Uno dei principi fisici fondamentali dell'interazione dei corpi solidi è la legge di inerzia, formulata dal grande Isaac Newton. Incontriamo questo concetto quasi costantemente, poiché ha un'influenza estremamente grande su tutti gli oggetti materiali del nostro mondo, compresi gli esseri umani. A sua volta, una quantità fisica come il momento d'inerzia è indissolubilmente legata alla legge sopra menzionata, determinando la forza e la durata del suo impatto sui corpi solidi.
Dal punto di vista della meccanica, qualsiasi oggetto materiale può essere descritto come un sistema di punti (idealizzato) immutabile e chiaramente strutturato, le cui distanze reciproche non cambiano a seconda della natura del loro movimento. Questo approccio consente di calcolare con precisione il momento di inerzia di quasi tutti i corpi solidi utilizzando formule speciali. Un' altra sfumatura interessante qui èil fatto che qualsiasi movimento complesso, avente la traiettoria più intricata, può essere rappresentato come un insieme di semplici movimenti nello spazio: rotatorio e traslatorio. Questo rende anche la vita molto più facile per i fisici quando calcolano questa quantità fisica.
Per capire qual è il momento di inerzia e qual è la sua influenza sul mondo che ci circonda, è più facile usare l'esempio di un brusco cambiamento di velocità di un'autovettura (frenata). In questo caso, le gambe di un passeggero in piedi verranno trascinate dall'attrito sul pavimento. Ma allo stesso tempo, non verrà esercitato alcun impatto sul busto e sulla testa, per cui continueranno a muoversi alla stessa velocità specificata per qualche tempo. Di conseguenza, il passeggero si sporgerà in avanti o cadrà. In altre parole, il momento di inerzia delle gambe, estinto dalla forza di attrito sul pavimento, sarà notevolmente inferiore rispetto al resto dei punti del corpo. L'immagine opposta sarà osservata con un forte aumento della velocità di un autobus o di un tram.
Il momento d'inerzia può essere formulato come una grandezza fisica pari alla somma dei prodotti delle masse elementari (i singoli punti di un corpo solido) e al quadrato della loro distanza dall'asse di rotazione. Da questa definizione consegue che questa caratteristica è una quantità additiva. In poche parole, il momento di inerzia di un corpo materiale è uguale alla somma di indicatori simili delle sue parti: J=J1 + J2 + J 3 + …
Questo indicatore per corpi di geometria complessa si trova sperimentalmente. conto perprendere in considerazione troppi parametri fisici diversi, inclusa la densità di un oggetto, che può essere disomogeneo in punti diversi, il che crea la cosiddetta differenza di massa in diversi segmenti del corpo. Di conseguenza, le formule standard non sono adatte qui. Ad esempio, il momento d'inerzia di un anello di un certo raggio e densità uniforme, avente un asse di rotazione passante per il suo centro, può essere calcolato utilizzando la seguente formula: J=mR2. Ma in questo modo non sarà possibile calcolare questo valore per un telaio, le cui parti sono tutte di materiali diversi.
E il momento d'inerzia di una palla di struttura solida e omogenea può essere calcolato con la formula: J=2/5mR2. Quando si calcola questo indicatore per i corpi rispetto a due assi di rotazione paralleli, nella formula viene introdotto un parametro aggiuntivo: la distanza tra gli assi, indicata dalla lettera a. Il secondo asse di rotazione è indicato dalla lettera L. Ad esempio, la formula potrebbe assomigliare a questa: J=L + ma2.
Attenti esperimenti sullo studio del moto inerziale dei corpi e sulla natura della loro interazione furono fatti per la prima volta da Galileo Galilei a cavallo tra Cinquecento e Seicento. Permisero al grande scienziato, che era in anticipo sui tempi, di stabilire la legge fondamentale sulla conservazione da parte dei corpi fisici di uno stato di riposo o di moto rettilineo rispetto alla Terra in assenza di altri corpi che agissero su di essi. La legge dell'inerzia divenne il primo passo per stabilire i principi fisici di base della meccanica, che a quel tempo erano ancora del tutto vaghi, indistinti e oscuri. Successivamente Newton, formulando le leggi generali del motocorpi, tra cui la legge dell'inerzia.
