testo - Liceo Cottini

ARISTOTELE e GALILEO Aristoele sostiene che Il movimento fisico dei corpi (che chiama locale) è di tre tipi: 1) Circolare 2) Dal centro del mondo verso l’alto 3) Dall’alto verso il centro del mondo L’etere, l’elemento di cui si compongono i corpi celesti, è l’unico che si muove di moto circolare. I movimenti 2) e 3) sono invece propri dei 4 elementi che compongono le cose terrene: acqua, aria, terra e fuoco. Ognuno dei quattro elementi ha nell’universo un proprio luogo naturale. Se un elemento viene allontanato dal suo luogo naturale tende a ritornarvi con un moto naturale. Pertanto il movimento di un corpo dipenderà dall’elemento a cui appartiene e può essere naturale (spontaneo, che va verso il suo luogo naturale) o artificiale (prodotto da agenti esterni). I luoghi naturali dei quattro elementi sono determinati dal rispettivo peso: al centro del mondo c’è l’elemento più pesante, la terra. Intorno alla terra ci sono le sfere delgli altri elementi, ordinati secondo il loro peso decrescente: acqua, aria e fuoco. Il fuoco costituisce la sfera estrema dell’universo sublunare: al di sopra di esso c’è la prima sfera eterea, o celeste: quella della Luna. Aristotele era stato portato a questa teoria da esperienze assai semplici: la pietra immersa nell’acqua affonda. La bolla d’aria nell’acqua sale, perchè tende a disporsi al di sopra dell’acqua. L’acqua tende ad andare vs il basso ma in maniera minore rispetto alla terra che ha nel basso il suo luogo naturale. I corpi in modo spontaneo verso il luogo naturale dell’elemento a cui appartengono e quando arriva nel luogo naturale il moto ha fine, in quanto cessano le cause del moto. Ogno volta che un oggetto si trova separato dal proprio luogo naturale , lasciato a se stesso si muove per tornarci. Il moto naturale ha quindi un fine: riportare l’oggetto nel luogo destinatogli dalla natura. E per il moto artificiale? Se scocca una freccia dall’arco questa si muove per un tempo nella direzione che gli ha dato l’arco anche diversa dal luogo naturale . ma interviene l’HORROR VACUI e cioè la freccia sposta l’aria davanti alla sua punta, creando nella coda un piccolo vuoto. L’aria etra nel vuoto spingendo la freccia nella direzione impressa dall’arco. La spinta del lancio entra nel corpo e si esaurisce gradualmente nel tempo.per Aristotele non esiste il concetto di “inerzia”, cioè la tendenza di un corpo non soggetto a forze a mantenere il suo stato di moto rettilineo uniforme con velocità costante. Infatti è convinto che per mantenere un oggetto con velocità costante è necessario continuare ad imprimere su di esso una Forza costante.Nella “Meccanica” A. Dice : “Il corpo in moto si arresta, allorche la forza che lo spinge non può agire più oltre in modo da spingerlo.” Ma se così fosse, imprimendo la stessa forza a due dischi identici appoggiati a terra, dovrebbero fermarsi allo stesso punto indipendentemente dalla superficie di appoggio. Invece se appoggiati uno sul marmo e l’altro sul ghiaccio, il secondo scivolerà per una distanza maggiore. Galileo intuisce che nello studio del moto gli attriti sono un fattore di disturbo e costruisce un piano inclinato con poco attrito nel quale faceva scivolare una pallina. Misurando i tempi di percorrenza con un orologio ad acqua da lui costruito deduce che in assenza di forze esterne un corpo in moto continua a muoversi di moto rettilineo con velocità costante. Ma allora che effetto ha una forza applicata su un corpo? “A principare il moto è ben necessario il movente, ma a continuarlo basta non aver contrasto”, cioè la forza provoca un cambiamento di velocità. Gli attriti sono stati il falso indizio he hanno portato Aristotele fuori strada nell’investigare la dinamica dei corpi. Inoltre A.pensa che due corpi lasciati cadere nel vuoto quello più pesante impiega meno tempo per raggiungere il suolo. Cioè se pesa il doppio impiegherà metà tempo. Galileo dice: “supponiamo che sia vero questo ragionamento allora legando insieme due oggetti di massa diversa: essendo quello più leggero più lento rallenterà il più veloce. Quindi i corpi insieme andranno giù con una v minore di quella del più pesante. D’altro canto il corpo legato ha massa maggiore del corpo piùpesante. Allora il corpo legato andrà giù con v superiore rispetto a quella del corpo più pesante. Da qui il paradosso. Allora Galileo si chiede, ma allora cosa succede? Qual è la legge che regola la caduta di un corpo? Costruisce allora un piano inclinato con poco attrito nel quale faceva scivolare una pallina. Misurando i tempi di percorrenza con un orologio ad acqua da lui costruito deduce che la sistanza e direttamente proporzionale al quadrato del tempo. Questo vale anche nel caso limite in cui il piano è verticale. Conclude pertanto che , in assenza di attriti, tutti i corpi cadono di moto uniformemente accelerato , indipendentemente dalla loro massa. Invece in condizioni in cui l’attrito diventa apprezzabile (per esempio durante un lungo percorso di caduta) il corpo più pesante arriva prima perchè in genere ne risente di meno. A. Arriva ad enunciare le leggi fisiche da solo e attraverso l’osservazione e il ragionamento. Galileo sostiene che è giusto ragionare per formulare l’ipotesi, ma non ci si può fidare delle conclusioni intuitive dedotte dall’osservazione immediata. Deve seguire l’espeimento che dimostra che l’ipotesi fatta è corretta. METODO SPERIMENTALE Galileo è stato un rivoluzionario. Ha avuto il coraggio di mettere in dubbio ciò che che ai contemporanei sembrava ovvio. Ma soprattutto ha inventato il metodo sperimentale su cui si basa la scienza. Secondo questo metodo un’affermazione è vera se è verificata dagli esperimenti e non si basa sul principio di autorità . Una teoria è vera finoa quando gli esperimenti la verificano. Ad es se volessimo verificare la caduta dei corpi il metodo prevede le seguenti fasi: 1) Osservazione di un fenomeno: tutti i corpi cadono vs il basso influenzati dall’attrito 2) Si scelgono le grandezze che lo descrivono: lunghezza, tempo , velocità , accelerazione. 3) Formulazione dell’ipotesi: sel’attrito è trascurabile i corpi cadono con accelerazione costante 4) Esperimenti che verificano l’ipotesi: 5) Enunciazione della legge: quando il punto 4) ha confermato l’ipotesi fatta L’esperienza deve essere ripetuta in circostanze diverse . Galileo pensava che la scienza è un sapere matematico, che si fonda sul calcolo e sulla misura. Pertanto la quantificazione è fondamentale. Inoltre pensa che la scienza è un sapere universale che deve essere accessibile a tutti, le cui scoperte devono essere controllabili da tutti. Ci deve essere inoltre un’alleanza fra tecnica e scienza. Gli scienziati devono usare per i loro esperimenti degli strumenti scientifici costruiti dagli artigiani quali orologiai, idraulici, ecc e raccogliere dati e valori precisi in grado di meglio spiegare le leggi fisiche. Per Aristotele lo scienziato lavora da solo, invece Galileo lavora in team. Galileo sceglie di non usare il latino, ma una lingua più comune come il volgare, coniando anche nuovi termini fisici: ciambella, candore, nebulosa, pendolo, momento forza, potenza, gravità. L’UNIVERSO L’universo aristolelico-­‐tolemaico era unico , chiuso (sfera limitata dal cielo e dalle stelle fisse, oltre il quale non c’era nulla, neanche il vuoto), finito, fatto di sfere concentriche, geocentrico e diviso in due parti distinte :una perfetta,il mondo sopralunare formato dall’etere, il cui movimento erea circolare e uniforme senza inizio e fine, ed etrnamente ritornante su se stesso. L’altra imperfetta, formata dai quattro elementi dotati di moto rettilineo vs l’alto e verso il basso con un inizio ed una fine. L’universo copernichiano è eliocentrico, ma finito e chiuso dal cielo e dalle stelle fisse. Il concetto di universo infinito è stato ipotizzato da Giordano Bruno che lo immagina unico, omogeneo e senza centro. Egli crede che l’universo sia costituito da un’infinità di mond, i quali possono essere abitati come la Terra. Mentre i singoli mondi sono in perpetuo divenire,l’universo nel suo complesso è invece immobile ed eterno. Galileo riceve in regalo dall’Olanda un cannocchiale che perfeziona insieme all’aiutante Marcantonio Mazzoleni. Con il cannocchiale vede i corpi celesti. Guarda la Luna, il Sole e Giove e si accorge che non sono fissi,ma si muovono. Vede che non c’è l’etere e che anzi gli oggetti dell’universo hanno lo stesso aspetto di quelli terreni. Tutto questo non fa che cofermare l’idea che la Terra si muova. Nel Dialogo fra i due massimi sistemi fa la seguente osservazione. Supponiamo di portando in una stanza sotto coperta di una nave ferma i seguenti oggetti: un vaso con dei pesci, farfalle e mosche, un secchio forato pieno d’acqua, e posto in alto, in modo che goccioli in un altro recipiente posto in basso. “fate muovere la nave con quanta si voglia velocità; chè (pur chè il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in là) voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, nè in alcuno di quelli potrete comprender se la nave cammina o pure sta ferma.” Questa è la risposta che Galileo dà a tutti quelli che dicono che se la Terra si muovesse noi che stiamo sopra dovremmo accorgercene. LE FORZE CHE HANNO COMBATTUTO LA NUOVA SCIENZA Per affermarsi la scienza moderna ha dovuto combattere una storica battaglia contro due forze autorevoli: la tradizione culturale e i teologi. Il nuovo sapere minacciava la cultura ufficiale perhcè metteva in discussione molte delle teorie cosmologiche e fisiche, ritenute fino a quel momento certissime. Anche la religione si sentiva minacciata perchè si vedeva distruggere quella visone cosmologica in cui aveva inquadrato le proprie credenze di fede e metteva in discussione la parola divina espressa nella Bibbia. Da ciò le prevedibili reazioni degli ambienti ecclesiastici vs la nuova scienza, che culmineranno nel noto processo a Galileo. Marcantonio Mazzoleni continuò per complessivi dieci anni a lavorare per Galilei costruendo per lui compassi militari, compassi storti, squadre, bussole ed altro