Aristóteles había señalado que todo cuerpo sólido cae a la tierra con una velocidad que esta en función a su peso. Galileo lanzó dos objetos de diferentes masa desde lo alto de una torre intentando explicar que todos los objetos son atraídos hacia la tierra con la misma fuerza, independientemente de la masa de los mismo. De esta manera, si Galileo tenía razón, ambos objetos llegarían al suelo al mismo tiempo, cosa que sucedió.
Para contrarrestar la idea de que todo cuerpo se mantendrá en movimiento sólo si una fuerza es aplicada de forma constante sobre él, Galileo diseño do planos inclinados en ángulos opuestos y separados en su base por una superficie plana. Desde lo alto de uno de los planos soltó una esfera y dejó que rodará por la pendiente. La bola descendió corrió sobre el plano y luego subió por el plano inclinado a cierta altura. Galileo aseguro que la esfera trataba de alcanzar la altura que tenía inicialmente y que por tanto había "algo" que trataba de evitar que alcanzara su objetivo. Por tanto, Galileo afirmo que si ese "algo" no existiese y se retirara el plano inclinado opuesto la esfera seguiría en su recorrido sobre la superficie plana eternamente, según lo que se indica en las leyes de Newton.
Los aportes de Galileo Galilei fueron importantes por varios motivos: para la astronomía, Galileo pudo demostrar que la Tierra no era el centro del universo, sino el sol, que hasta ese entonces era sólo una hipótesis, (no demostrada aún) enunciada por Copérnico. A Galileo se le atribuye la mejora del telescopio. También Galileo pudo precisar el movimiento de diversos cuerpos celestes, lo que constituyó un avance importante para la navegación. El principal aporte de Galileo al pensamiento científico está dado por dos pilares fundamentales, como lo son la reproducibilidad (capacidad de repetir un experimento), y la falsabilidad, posibilidad de que un experimento no de los resultados esperados. En este sentido, sus escritos son considerados complementarios de los de Francis Bacon.
Velocidad
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se la representa por o . Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.
En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, al cual se le denomina celeridad o rapidez.1
De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo, la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.
Aceleración
En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por o y su módulo por . Sus dimensiones son . Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.
En la mecánica newtoniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleración del cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él (segunda ley de Newton):
donde F es la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo, m es la masa del cuerpo, y a es la aceleración. La relación anterior es válida en cualquier sistema de referencia inercial.
La velocidad es la distancia recorrida por un cuerpo entre el tiempo empleado para ello.
la aceleración es el incremento de la velocidad entre el tiempo empleado en ello.
la diferencia es que la velocidad es variable y la aceleración es constante.
formulación de la ley de movimiento de los cuerpos
- 1.- Galileo rechaza la teoría aristotélica del movimiento. No acepta la explicación cualitativa. Él pretende una descripción del movimiento por la medida de cantidades, como relación espacio-tiempo que permite establecer lo que él llamó cantidad de movimiento que hoy llamamos velocidad. La caída libre de los graves, percibida en la experiencia como ir cada vez más deprisa se convierte ahora en una relación meramente cuantitativa de variación de cantidad de movimiento por unidad de tiempo, lo que hoy llamamos aceleración.
- Ahora el movimiento de caída de los graves se interpreta como variación de relación de cantidades: en un primer orden de espacio y en un segundo orden de velocidad, con respecto al tiempo.
- 2.- Galileo considera tres tipos de hipótesis: las metafísicas que no tienen comprobación alguna, las inventadas para salvar la situación, como explicación de las apariencias, y las deductivas pensadas para poder obtener de ellas nuevas relaciones matemáticas entre los elementos de la observación. Estas son las que realmente interesan a la ciencia.
- Galileo establece la hipótesis que le parece razonable: la variación de la cantidad de movimiento (velocidad) en el movimiento de caída libre es constante. Dicho modernamente: la aceleración es constante.
- 3.- Galileo en su caso realizó las siguientes deducciones:
- Naturalmente simplificamos y utilizamos conceptos y expresiones matemáticas actuales
- Sobre la hipótesis de que en el movimiento de caída de los cuerpos la aceleración es constante, tendríamos las siguientes relaciones:
- Velocidad final del móvil: Vf = V0 + at
- Velocidad media del móvil:
- Espacio recorrido por el móvil: e = Vmt
- En el caso de que el móvil iniciara el movimiento desde el estado de reposo, entonces:
- V0 = 0 y entonces:
- Vf = at;
;
- y el espacio recorrido:
- y finalmente:
- Con estas deducciones tenemos un medio de comprobación de la hipótesis pues hemos deducido el valor de la aceleración en función de los valores del espacio recorrido, que es medible, y el tiempo, que también es medible. (Lo que no ocurre con la velocidad o la aceleración con los medios disponibles en la época). Lo que nos permitiría construir una experiencia, ahora experimento, para comprobar que el valor de dicha aceleración es siempre la misma, constante.
- 4.- No es cierto que Galileo se dedicase a lanzar cuerpos desde la torre inclinada de Pisa. En su lugar construyó unas rampas bien preparadas y unas bolas de bronce bien pulidas para minimizar los rozamientos. Tras numerosas mediciones halló un valor medio que vino a ser, con sus instrumentos de medida, 9,6 m/s2.
Este método, fue usado por muchos filósofos, para aplicarlos a las formulaciones políticas de la época, caso de Hobbes, Grocio o Spinoza
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