Galileo e la fisica

Galileo e la fisica
di Luca Patrignani
A.S.2005/06
Galileo e i suoi studi
• Galileo si occupò principalmente di
meccanica e dinamica
• 1590: viene pubblicato il De Motu riguardo
il movimento dei corpi
• 1632: viene pubblicato il Dialogo sopra i
due massimi sistemi del mondo
• 1639: vengono pubblicati i Discorsi e
dimostrazioni matematiche intorno a due
nuove scienze
Caduta di un grave
Visione precedente (aristotelica)
• la velocità di caduta è direttamente proporzionale
al peso del corpo, e inversamente proporzionale
alla densità dell’ambiente.
• Un corpo in caduta ha una propria velocità in un
dato ambiente, e questa è modificabile solo
tramite “violenza”
Sensate esperienze
• lasciando cadere due corpi i cui pesi sono nel
rapporto di 1:100, la differenza tra l’arrivo
dell’uno e l’arrivo dell’altro sarà assai piccola
Necessarie dimostrazioni
• secondo la teoria aristotelica non era possibile il
movimento nel vuoto
• dalla teoria aristotelica si
ricavano due verità contrastanti.
Ipotizziamo che di due corpi di
diverso peso in caduta nel vuoto
arrivi prima il più pesante.
• Supponiamo poi di unire i due
corpi: il peso maggiore
determinerebbe una maggiore
velocità (I° verità)
• Ma è anche vero che la velocità
del corpo più piccolo frenerebbe
quella del corpo più grande
(II° verità)
• Sono quindi errate le premesse
aristoteliche.
Conclusioni
• La caduta è indipendente dal peso del corpo, la
forma è invece influente in quanto incide
sull’attrito dell’aria.
Principio di inerzia
Visione precedente (aristotelica)
• La quiete è lo stato naturale dei corpi sublunari e
il moto non si ha se non ci sono forze agenti.
• Il moto poteva essere naturale, quello con cui i
corpi tornavano al proprio luogo naturale
• Oppure poteva essere violento, cioè contrario al
moto naturale e causato da una forza agente.
Sensate esperienze
• Una sfera lasciata cadere su un piano inclinato
va tanto più veloce quanto più è maggiore
l’inclinazione
• Analogamente una sfera in moto che incontra
una salita rallenta tanto più velocemente quanto
maggiore è la pendenza.
Necessarie dimostrazioni
• Se quindi teoricamente una sfera in moto potesse
percorrere uno spazio infinito in piano e senza
attrito, la sua velocità non aumenterebbe né
diminuirebbe in quanto non varierebbe mai
l’inclinazione del piano.
Conclusioni
• Ogni corpo non soggetto a forze non equilibrate
mantiene il proprio stato di moto rettilineo
uniforme.
Il secondo principio della dinamica
Visione precedente (aristotelica)
• Si pensava che esercitando una forza su un
corpo si imprimesse una velocità
Sensate esperienze
• Non posso mai avere un moto a velocità costante
se sul corpo in movimento agiscono forze non
equilibrate
Necessarie dimostrazioni
• Una forza che agisce su un corpo determina una
variazione della velocità del corpo stesso.
•Un corpo si muove a velocità costante senza
che alcuna forza sia ad esso applicata
Conclusioni
• F=m·a (legge di Newton) La variazione della
velocità dei un corpo è definita come
accelerazione, rapporto tra la forza applicata e la
massa del corpo stesso
Il principio di relatività ristretta e le
trasformazioni di Galileo
Visione precedente
• Il concetto di “sistema di riferimento” non era
chiaro prima degli studi di Galileo, anche perché
non era chiaro il concetto si inerzia.
Sensate esperienze
• Viaggiando a velocità di crociera tutto accade
seguendo le leggi fisiche.
• Osservando da terra un viaggiatore che cammina
su una barca ci parrà che questo vada assai più
veloce di quanto non ci parrebbe se si fosse
entrambi sulla terra
Necessarie dimostrazioni
• Rispetto ad un osservatore esterno le velocità di
moto di un corpo e del sistema in cui il corpo si
trova vanno sommate
Conclusioni
• In tutti i sistemi inerziali sono valide le leggi della
fisica
• Un corpo a velocità v in un sistema a velocità vS si
muoverà a velocità v’ rispetto ad un osservatore
esterno con v’= v + vS e il tempo t’=t
Bibliografia
• Abbagnano N. e Fornero G., Protagonisti e testi
della filosofia (nuova edizione a cura di Fornero
G.), Paravia, Milano, 2000.
• Galilei G., Dialogo sopra i due massimi sistemi
del mondo (a cura di Guerneri G.L.), Orsa
Maggiore Editrice, Rimini, 1995.
• Frova A. e Marenzana M., Parola di Galileo –
attualità del grande scienziato in una scelta
commentata dei suoi scritti, Superbur, Milano,
1998.