Massa e Inerzia

A questo punto, ciclotroni e particelle, in particolare i bosoni di Higgs che, non so perché, mi ricordano le particelle leghiste con la fissa delle origini celtiche, possono andarsi a fare un giro a onn’ e’ mare e prendiamo in considerazione gli strumenti di studio della fisica che hanno utilizzato anche personaggioni del passato come Galileo Galilei e Isaac Newton. Tizi un po’ sfortunati questi due. Dopo una vita passata a farsi il mazzo così con esperimenti, osservazioni e calcoli, i non addetti al settore li ricorderanno l’uno per una frase da cazzone, quell’”eppur si muove” che fa tanto cornuto e mazziato e l’altro per quella storia della mela che fa pensare che Newton passasse tutta la giornata a dormire al fresco sotto gli alberi e che la legge della gravitazione universale gli sia arrivata alla mente cosi’, con una botta di culo.

Isaac Newton, che era pure nu bello guaglione

Gli strumenti in questione sono cose come pendoli, piani inclinati, campane a vuoto e l’onnipresente grave, come viene chiamato sui tomi di fisica per fare gli atteggiosi, che altro non e’ che una palla di materiale pesante o un banale peso da bilancia del cui moto e di eventuali cadute, lungamente i fisici amano disquisire. I due concetti di base sui quali mi soffermerò brevemente sono massa e inerzia. Per le definizioni scientifiche vi rimando a wikipedia.

Per meglio comprendere il concetto di massa e inerzia, vi prego di pensare ad una splendida giornata di primavera in campagna. Sole, temperatura fresca. Quei rompicoglioni di insetti ancora in letargo o che cazzo fanno gli insetti d’inverno. Voi siete in bicicletta, su un bel sentiero, affiancato da un tranquillo ruscello di acqua freschissima. Il ruscello non e’ essenziale, ma fa atmosfera e ce lo metto. Mentre state pedalando senza difficoltà affidandovi alla forza taurina delle vostre virili cosce, incontrate una graziosa amica che vi chiede un passaggio. Ecco, non so quanti di voi abbiano avuto la fortuna di portare una ragazza a canna su una bicicletta (si lo so che l’argomento è scientifico e ragazze e ruscelli non c’entrano nulla, ma sto scrivendo io e faccio quello che mi pare). Io ho portato ragazze in macchina, in moto, le ho lasciato il timone di una barca a vela o la barra di comando di un aereo ultraleggero, ma portare una ragazza a canna sulla bici e’ un’altra cosa. E’ una questione di posizione. Lei davanti e voi dietro. Costretti, ufficialmente per controllare la strada, a tenere il corpo appoggiato alle sue spalle ed il viso affiancato al suo. Se è proprio il vostro giorno fortunato lei avrà messo un profumo leggero e tra una pedalata e l’altra vi sarà consentito di darle un bacetto leggero sul collo.

Il vero scienziato, in una situazione del genere, non sacrifica completamente il suo spirito di osservazione e si mette a pensare a massa e inerzia. Almeno io, in una situazione come quella appena descritta l’ho fatto. Il che ha fatto di me un secchione di fama internazionale in un periodo che le pupe, i secchioni, li odiavano.

Quello che osserverete, subito dopo aver fatto montare la gazzella sulla canna della bici, e’ che lo sforzo per partire e’ aumentato. Certo, non ci vuole la laurea per dirlo ma ci vuole per definirlo. Tutti siamo in grado di vedere i fenomeni macroscopici, quello che e’ fondamentale e’ trovare delle leggi che li regolano in maniera ineccepibile. Lo sforzo e’ aumentato perche’ e’ aumentata la massa che dovete far muovere. Attenzione, non il peso, quello e’ un fattore legato all’accelerazione di gravita’, ma la massa, che e’ l’unico fattore costante ovunque vi troviate. Infatti, voi sulla Terra avrete una massa m ed un peso p, sulla Luna, dove la gravita’ e un sesto di quella terrestre la massa rimarra’ m, mentre il vostro peso sara’ p/6.

Ecco, siete appena entrati nel mondo della meccanica classica che non ha niente a che fare con pinze e chiavi inglesi. La dinamica, e per la precisione il secondo principio, ci dicono che appena la nostra amica e’ salita in bici la massa e’ aumentata e che quindi sarà necessaria una forza proporzionalmente maggiore per far partire la bicicletta. Allo stesso modo, l’aumento di massa avrà reso anche più difficile frenare. E questo e’ utile saperlo in anticipo, onde evitare che la romantica passeggiata si trasformi in una prosaica caduta col culo a terra. Questa ritrosia della massa a modificare il suo stato di quiete o di moto, si chiama inerzia.

Galileo Galiei
Si noti l’allegra espressione a seguito
dell’incontro col Sant’Uffizio.

Questa e’ una cosa altamente suggestiva. In condizioni ideali, il nostro universo e’ conservatore. Conservatore nell’accezione politica del termine, nel senso che preferisce che le cose rimangano come sono. Quindi se una massa si muove con un moto uniforme, fa resistenza all’idea di arrestarsi. Se viceversa e’ ferma, tende a rimanere ferma. Quello che sconvolge la pace di questo universo cazzeggiatore sono le forze che, per giustificare un nome cosi’ vigoroso, passano il tempo a rompere le balle.

Quindi perché se una massa e’ in movimento, in condizioni non ideali, alla fine tende a fermarsi? Perché, anche se non e’ evidente, c’è una forza che sta agendo. Questa forza non e’ l’attrazione gravitazionale, come credono molti, ma più precisamente l’attrito. L’attrito, infatti, ed in particolare l’attrito viscoso, si può manifestare anche in assenza di gravita’. In assenza di attrito, si potrebbero realizzare le condizioni per il moto perpetuo, ma siccome non sono note condizioni di attrito nullo, un grave in moto, lentamente ma inesorabilmente tende a fermarsi. Per gli spiritosoni, la cosa vale anche per un grave in auto. Ma che fine fa il moto, o meglio l’energia che e’ stata necessaria per mettere in moto il grave? Grazie all’attrito si trasforma in calore. Il calore e’ una forma di energia alla quale i fisici guardano con sospetto e malcelato disprezzo. Infatti, e’ un’energia indisciplinata che non e’ possibile immagazzinare in maniera efficiente e che tende a fare i cazzi suoi alla grandissima. Questo porterebbe ad una discussione sull’entropia termodinamica, ma mi sembra argomento abbastanza consistente per parlarne in un futuro articolo.

Per il momento vi basti questa conclusione fisica/filosofica. In un universo ideale le cose in moto restano in moto e quelle ferme restano ferme. Tutti sanno cosa devono fare e nessuno ha i grilli per la testa. Praticamente la Svezia.

Nel nostro universo invece, a causa della presenza di molteplici forze (fra cui l’attrito), l’entropia e quindi il disordine sono in continuo aumento. Questo vuol dire che dopo la bella passeggiata e dopo aver assaggiato il profumo tenue e dolcissimo del collo della gazzella che avete avuto la fortuna di portare in bici, inevitabilmente le cose cambieranno. Litigherete e non vi vedrete più o vi sposerete e diventerete invisibili l’uno all’altra. A meno che il Signore non vi faccia dono dell’amore. In questo caso ve ne fotterete dell’entropia e del principio di conservazione dell’energia e vivrete felicemente da fuorilegge.

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