Fisica: la legge di conservazione della quantità di moto

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Introduzione

Nella fisica, la legge di conservazione della quantità di moto è quella legge che stabilisce che, in un sistema isolato, la quantità di moto rimane costante nel tempo. Per sistema isolato intendiamo che non vi siano forze esterne. Questo tipo di legge risulta solitamente richiamata quindi dove vi siano sistemi che agiscano esclusivamente con forze interne, escludendo quelle esterne; ad esempio, un forte urto, o ancora un'esplosione. In questa guida vediamo passo per passo i principi fondamentali di questa legge, che è un vero e proprio pilastro della fisica.

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La funzione pratica di questa legge ha un'importanza basilare. Questo fondamentale principio della fisica è usato per poter analizzare le interazioni fra moti differenti; quindi con esso si analizzano gli scontri fra le particelle subatomiche come anche le interazioni dei corpi astrali, tanto quanto due veicoli coinvolti in un incidente. Ovviamente, perché possa essere applicato il principio, i sistemi devono essere stati isolati. Per analizzare per esempio la situazione di uno scontro fra veicoli, devono essere considerati anche gli eventuali fattori esterni che hanno contribuito a causarlo (per esempio la gravità, o ancora l'attrito) in modo che il sistema venga isolato.

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Risulta quindi chiaro che la quantità di moto totale di un certo sistema è conservata, sempre che sul sistema non agiscano altre forze esterne (che non siano equilibrate). Questo è il concetto di sistema isolato; la quantità di moto quindi si conserva costante. Questo principio può essere interpretato anche a contrario: la quantità di moto riferita ad un sistema si conserva, solo se il sistema è però isolato.

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Per intenderci, prendiamo come esempio un proiettile che venga sparato: nonostante la sua piccola massa, esso, una volta che abbia oltrepassato una parete sottile, continua nel suo moto; invece, una palla da bowling che pesi un chilogrammo, una volta scagliata contro la stessa parete, non proseguirà in modo costante nel proprio moto. Questo perché il proiettile, per avendo massa minore, ha una quantità di moto maggiore. Questo concetto di quantità di moto si ricollega quindi alla velocità e alla quantità di materia, dalle quali ha origine. Capiamo quindi che la massa di un corpo influisce direttamente sul suo moto; per questo nella fisica è stato introdotto questo concetto, accanto ad una nuova grandezza vettoriale, chiamata p: la quantità di moto, fornita dalla moltiplicazione della velocità (v) di un corpo per la sua massa (m). Si ha quindi: p=m v.

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