Un momento di inerzia si riferisce alla forza necessaria per far cambiare velocità a un oggetto rotante. Tutti gli oggetti rotanti hanno un asse o un punto attorno al quale ruotano. Alcuni oggetti richiedono più forza per modificare la velocità di questa rotazione rispetto ad altri. Quelli che cambiano facilmente la loro velocità di rotazione hanno un basso momento di inerzia, mentre quelli che sono difficili da cambiare hanno uno alto.
Questo concetto è stato introdotto per la prima volta dal matematico e fisico svizzero Leonhard Euler nel 1730. Ha pubblicato la sua teoria nel libro intitolato Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum o Teoria del moto dei corpi solidi o rigidi. La formula utilizzata per calcolarlo è I = km r2, in cui I è uguale al momento d’inerzia, k è uguale alla costante d’inerzia che dipende dalla forma dell’oggetto, m è uguale alla massa e r è uguale alla distanza tra l’asse e la massa di rotazione . Per corpi con una forma scomoda e nessuna costante apparente, una serie di esperimenti può aiutare a determinare la velocità.
Un esempio comune è pensare a un pattinatore sul ghiaccio che sta girando. Quando il pattinatore inizia una rotazione, allunga le braccia e si allontana dal corpo per creare una rotazione lenta. Quando raggiunge la fine della trottola, rimbocca le braccia e stringe la sua struttura, facendola girare molto più rapidamente. Ha consolidato la sua massa più vicino all’asse, ridotto il suo momento d’inerzia e ridotto lo sforzo necessario per girare velocemente. Senza alcun cambiamento di forza, è in grado di accelerare la sua velocità di rotazione.
Ci sono molte applicazioni pratiche per questa misurazione. Le case automobilistiche lo studiano attentamente per determinare quanto velocemente un’auto andrà fuori controllo. L’obiettivo è creare un momento elevato in modo che l’auto abbia meno probabilità di perdere il controllo in un testacoda.
Anche molti sport utilizzano il concetto, con golf, baseball e immersioni in cima alla lista. I subacquei si preoccupano di quali angoli possono utilizzare per creare il momento più basso e la rotazione più veloce per completare il movimento ed entrare senza soluzione di continuità nell’acqua. Sia i giocatori di baseball che i giocatori di golf lavorano per creare uno swing fluido ed efficace, per colpire la palla con gli angoli corretti e la forza necessaria per farla volare lontano senza un uso eccessivo di muscoli.