Experimento de la torre inclinada de Pisa de Galileo

Se dice que entre 1589 y 1592, [1] el científico italiano Galileo Galilei (entonces profesor de matemáticas en la Universidad de Pisa ) arrojó dos esferas de masas diferentes desde la Torre Inclinada de Pisa para demostrar que su tiempo de descenso era independiente de su masa, según una biografía del alumno de Galileo, Vincenzo Viviani , compuesta en 1654 y publicada en 1717. [2] [3] : 19-21 [4] [5]

La Torre Inclinada de Pisa , donde tuvo lugar el experimento.

Según la historia, Galileo descubrió a través de este experimento que los objetos caían con la misma aceleración, demostrando que su predicción era cierta, mientras que al mismo tiempo refutaba la teoría de la gravedad de Aristóteles (que establece que los objetos caen a una velocidad proporcional a su masa). La mayoría de los historiadores consideran que fue un experimento mental más que una prueba física. [6] Galileo no fue el primero en hacer esta observación, habiendo sido precedido por un milenio por John Philoponus , un filósofo cristiano y comentarista aristotélico. [7]

En el momento en que Viviani afirma que se llevó a cabo el experimento, Galileo aún no había formulado la versión final de su ley de caída de cuerpos . Sin embargo, había formulado una versión anterior que predecía que los cuerpos del mismo material que cayeran por el mismo medio caerían a la misma velocidad. [3] : 20 Esto era contrario a lo que Aristóteles había enseñado: que los objetos pesados ​​caen más rápido que los más livianos y en proporción directa a su peso. [3] : 9 [8] Si bien esta historia se ha vuelto a contar en relatos populares, el propio Galileo no cuenta ningún experimento de este tipo, y muchos historiadores creen que fue un experimento mental . [9] Una excepción es Stillman Drake , quien sostiene que tuvo lugar, más o menos como lo describió Viviani, como una demostración para estudiantes. [3] : 19-21, 414-416

Galileo expuso sus ideas sobre la caída de personas y sobre los proyectiles en general en su libro Two New Sciences . Las dos ciencias fueron la ciencia del movimiento, que se convirtió en la piedra angular de la física, y la ciencia de los materiales y la construcción, una importante contribución a la ingeniería. Galileo llegó a su hipótesis mediante un famoso experimento mental descrito en su libro On Motion . [10] Este experimento se desarrolla de la siguiente manera: imagina que dos objetos, uno liviano y otro más pesado que el otro, están conectados entre sí por una cuerda. Suelta este sistema de objetos desde lo alto de una torre. Si asumimos que los objetos más pesados ​​caen más rápido que los más livianos (y, a la inversa, los objetos más livianos caen más lentamente), la cuerda pronto se tensará a medida que el objeto más liviano retarda la caída del objeto más pesado. Pero el sistema considerado como un todo es más pesado que el objeto pesado solo y, por lo tanto, debería caer más rápido . Esta contradicción lleva a uno a concluir que la suposición es falsa.

El Nieuwe Kerk en Delft, donde tuvo lugar el experimento de Stevin y de Groot

Un experimento similar tuvo lugar algunos años antes en Delft en los Países Bajos , cuando el matemático y físico Simon Stevin y Jan Cornets de Groot (el padre de Hugo de Groot ) llevaron a cabo el experimento desde la cima del Nieuwe Kerk . El experimento se describe en el libro de 1586 de Simon Stevin De Beghinselen der Weeghconst ( Los principios de la estática ), un libro histórico sobre estática :

Tomemos (como Jan Cornets de Groot, el investigador diligente de los misterios de la naturaleza, y yo lo hemos hecho) dos bolas de plomo, una diez veces más grande y pesada que la otra, y dejemos que caigan juntas de 30 pies de altura, y se mostrará que la bola más liviana no es diez veces más larga en camino que la más pesada, sino que caen juntas al mismo tiempo en el suelo. (...) Esto prueba que Aristóteles está equivocado. [11] [12] [13]

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Hammer and Feather Drop por el astronauta David Scott , Apollo 15 (1,38 MB , formato ogg / Theora )

El astronauta David Scott realizó una versión del experimento en la Luna durante la misión Apolo 15 en 1971, dejando caer una pluma y un martillo de sus manos. Debido a la insignificante atmósfera lunar, no hubo arrastre en la pluma, que golpeó el suelo al mismo tiempo que el martillo.

  • Velocidad terminal (un objeto que se deja caer a través del aire desde una altura suficiente alcanzará una velocidad constante, llamada velocidad terminal, cuando la fuerza de arrastre aerodinámico que empuja hacia arriba el cuerpo equilibra la fuerza gravitacional (peso) que tira del cuerpo hacia abajo).
  • Efecto Nordtvedt
  • Segunda ley de Newton
  • Ley de inercia

  1. ^ Algunas fuentes contemporáneas especulan sobre la fecha exacta; por ejemplo, Rachel Hilliam da 1591 ( Galileo Galilei: Padre de la ciencia moderna , The Rosen Publishing Group, 2005, p. 101).
  2. ↑ Vincenzo Viviani (1717), Racconto istorico della vita di Galileo Galilei , p. 606: [... dimostrando ciò con replicate esperienze, fatte dall'altezza del Campanile di Pisa con l'intervento delli altri lettori e filosofi e di tutta la scolaresca ... [... Galileo mostró esto [todos los cuerpos, cualquiera que sea su pesos, caer con igual velocidad] por repetidos experimentos realizados desde la altura de la Torre Inclinada de Pisa en presencia de otros profesores y de todos los alumnos ...].
  3. ↑ a b c d Drake, Stillman (2003). Galileo en el trabajo: su biografía científica (Facsim. Ed.). Mineola (Nueva York): Dover publ. ISBN 9780486495422.
  4. ^ "Sci Tech: historia de la ciencia: dejar las cosas claras" . El hindú . 30 de junio de 2005. Archivado desde el original el 2 de noviembre de 2005 . Consultado el 5 de mayo de 2009 .
  5. ^ Vincenzo Viviani sobre museo galileo
  6. ^ "El experimento más famoso de Galileo probablemente nunca tuvo lugar" . La conversación . 16 de mayo de 2019 . Consultado el 17 de mayo de 2019 .
  7. ^ Wildberg, Christian, " John Philoponus ", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Edición de invierno de 2018), Edward N. Zalta (ed.) "En cuanto al movimiento natural de los cuerpos que caen a través de un medio, Aristóteles sostiene que la velocidad es proporcional al peso de los cuerpos en movimiento e indirectamente proporcional a la densidad del medio. Philoponus repudia este punto de vista apelando al mismo tipo de experimento que Galileo iba a llevar a cabo siglos más tarde (In Phys. 682-84) ".
  8. ^ Sharratt, M. (1994). Galileo: innovador decisivo . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 31. ISBN 0-521-56671-1.
  9. ^ Groleau, R. (julio de 2002). "La batalla de Galileo por los cielos" .
  10. ^ Van Helden, Albert (1995). "En movimiento" . El Proyecto Galileo .
  11. ^ Laet nemen (soo den hoochgheleerden H. IAN CORNETS DE GROOT vlietichste ondersoucker der Naturens verborghentheden, ende ick ghedaen hebben) twee loyen clooten d'een thienmael grooter en swaerder als d'ander, die laet t'samen vallen van 30 voeten hooch, op een bart a menudo todavía daer sy merckelick gheluyt tegen gheven, ende sal blijcken, dat de lichste gheen thienmael langher op wech en blijft dan de swaerste, maer datse t'samen so ghelijck opt bart vallen, dat haer beyde sel gheluypden een wesen. S'ghelijcx bevint hem daetlick oock también, conocí a twee evegroote lichamen en thienvoudighe reden der swaerheyt, daerom Aristoteles voornomde everedenheyt is onrecht. En: Simon Stevin, De Beghinselen der Weeghconst , 1586.
  12. ^ Asimov, Isaac (1964). Enciclopedia biográfica de ciencia y tecnología de Asimov. ISBN  978-0385177719
  13. ^ EJ Dijksterhuis, ed., Las principales obras de Simon Stevin . Amsterdam, Países Bajos: CV Swets & Zeitlinger, 1955 vol. 1, págs.509, 511.

  • Adler, Carl G. (1978). "Experimento de Galileo y la Torre de Pisa". Revista estadounidense de física . 46 (3): 199–201. Código Bibliográfico : 1978AmJPh..46..199A . doi : 10.1119 / 1.11165 .
  • Pliegue, Robert P. (2006). "La leyenda de la torre inclinada" . En Hall, Linley Erin (ed.). Las leyes del movimiento: una antología del pensamiento actual . Reimpresión de un artículo en Physics World , febrero de 2003. (1ª ed.). Nueva York: Rosen Pub. Grupo. págs.  8-14 . ISBN 9781404204089.
  • Segre, Michael (1989). "Galileo, Viviani y la torre de Pisa". Estudios de Historia y Filosofía de la Ciencia Parte A . 20 (4): 435–451. doi : 10.1016 / 0039-3681 (89) 90018-6 .

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