Le leggi del moto di Isaac Newton sono diventate la spina dorsale della fisica classica. Queste leggi, pubblicate per la prima volta da Newton nel 1687, descrivono ancora accuratamente il mondo come lo conosciamo oggi. La sua prima legge del moto afferma che un oggetto in movimento tende a rimanere in movimento a meno che un'altra forza non agisca su di esso. Questa legge è talvolta confusa con i principi della sua seconda legge del moto, che stabilisce il rapporto tra forza, massa e accelerazione. In queste due leggi, tuttavia, Newton discute principi separati che, sebbene spesso intrecciati, descrivono tuttavia due diversi aspetti della meccanica.
Equilibrato vs. Forze sbilanciate
La prima legge di Newton riguarda le forze bilanciate, ovvero quelle che si trovano in uno stato di equilibrio. Quando due forze sono bilanciate, si annullano a vicenda e non hanno alcun effetto netto sull'oggetto. Ad esempio, se tu e il tuo amico tirate entrambi le estremità opposte di una corda usando la stessa quantità di forza, il centro della corda non si muoverà. Le tue forze uguali ma opposte si annullano a vicenda. La seconda legge di Newton, invece, descrive oggetti affetti da forze sbilanciate, o forze che non si annullano. Quando ciò accade, c'è un movimento netto nella direzione della forza più potente.
Inerzia vs. Accelerazione
Secondo la prima legge di Newton, quando tutte le forze che agiscono su un oggetto sono bilanciate, quell'oggetto rimarrà per sempre nello stato in cui si trova. Se si sta muovendo, continuerà a muoversi alla stessa velocità e nella stessa direzione. Se non si muove, non si muoverà mai. Questa è nota come Legge di Inerzia. Secondo la seconda legge di Newton, se lo status quo cambia in modo che le forze che agiscono sull'oggetto diventano sbilanciate, l'oggetto accelererà ad un velocità descritta dall'equazione F = ma, dove "F" è uguale alla forza netta che agisce sull'oggetto, "m" è uguale alla sua massa e "a" è uguale alla risultante accelerazione.
Incondizionato vs. Stato condizionale
L'inerzia e l'accelerazione descrivono diverse proprietà dell'oggetto. L'inerzia è una proprietà incondizionata che ogni oggetto possiede in ogni momento, indipendentemente da ciò che gli accade. Un oggetto, tuttavia, non sempre accelera. Questo accade solo in una serie specifica di condizioni; pertanto, puoi descrivere l'accelerazione come uno stato condizionale. Anche la velocità di accelerazione è condizionata, in quanto dipende dalla massa dell'oggetto e dalla quantità di forza netta. Ad esempio, una forza di 1 newton che agisce su una palla del peso di 1 g non farà accelerare la palla tanto quanto una forza di 2 newton.
Esempio
L'inerzia descrive il motivo per cui le persone in un veicolo in movimento devono essere trattenute. Se l'auto si dovesse fermare improvvisamente, le persone all'interno continueranno ad avanzare a meno che una cintura di sicurezza non applichi una forza contraria. L'accelerazione descrive il motivo per cui l'auto si è fermata improvvisamente. Poiché la decelerazione è un'accelerazione negativa, è governata dalla seconda legge. Quando la forza che si oppone al movimento in avanti dell'auto è diventata maggiore di quella che spinge il suo movimento, l'auto ha decelerato fino a quando non si è fermata.