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Sistema di riferimento inerziale
Un sistema di riferimento viene detto inerziale quando una massa che si trova inizialmente a riposo rispetto a quel sistema vi permane, oppure, se inizialmente si muove di moto rettilineo uniforme rispetto a quel sistema, continua in quello stato di moto senza variare nè il modulo nè la direzione della sua velocità.
La definizione equivale a dire che in un riferimento inerziale vale la legge d'inerzia.
Da questa definizione è evidente che ogni altro riferimento in moto rettilineo uniforme rispetto a un dato riferimento inerziale è anch'esso inerziale.
I sistemi di riferimento inerziali sono indistinguibili fra loro e sono equivalenti per descrivere i fenomeni fisici (principio di relatività).
Il concetto di inerzia assoluta, di un riferimento privilegiato in quiete rispetto a tutti gli altri, è sorpassata; l'idea che esiste solo il moto relativo era già stata sostenuta da Galileo.
I riferimenti inerziali secondo Einstein
Einstein eleva al rango di riferimenti inerziali anche i riferimenti in volo libero. A dirla tutta sono questi i veri sistemi di riferimento inerziali.
Infatti il suo principio di equivalenza sostiene che è impossibile distinguere tra un'accelerazione costante e un campo gravitazionale; pertanto si può considerare un campo gravitazionale come l'effetto di una forza apparente. Secondo questa visione un pianeta isolato nello spazio profondo, privo di rotazione e di interazione gravitazionale con altri corpi del cosmo NON è un riferimento inerziale.
Sistema di riferimento NON inerziale
Ai riferimenti inerziali si contrappongono i sistemi di riferimento non inerziali. Questi sono accelerati e le leggi fisiche si presentano in modo diverso, giacchè sono presenti in essi delle forze apparenti.
Quesiti
- Perchè un riferimento in moto circolare uniforme non è inerziale? Quali forze apparenti vi si riscontrano?
- La Terra è un riferimento inerziale? Motiva bene la risposta.
- Un ascensore in caduta libera è un riferimento inerziale?
- La stazione spaziale ISS è un riferimento inerziale?
- Una sonda spaziale compie un fly-by (sorvolo ravvicinato ad alta velocità) su Giove, senza entrare nella sua atmosfera. Durante il passaggio la sonda è un riferimento inerziale?
Riferimenti
- Sistemi di riferimento: film del PSSC a base di esperimenti molto chiari e divertenti.