Galileo lo analizó a fondo:
Gravedad terrestre: Galileo analiza una trayectoria de bala de cañón
Desde los primeros tiempos, la gravedad significaba la tendencia de la mayoría de los cuerpos a caer a la tierra. En contraste, se decía que las cosas que saltaban hacia arriba, como las llamas de fuego, tenían “ligereza”. Aristóteles fue el primer escritor en intentar una descripción cuantitativa del movimiento de caída: escribió que un objeto cayó a una velocidad constante, alcanzado poco después de ser liberado, y las cosas más pesadas cayeron más rápido en proporción a su masa. Por supuesto, esto no tiene sentido, pero en su defensa, el movimiento de caída es bastante rápido, es difícil ver la variación de velocidad cuando se cae algo al suelo. Lo más probable es que Aristóteles haya observado el movimiento más lento de las cosas que caen a través del agua, donde dominan la flotabilidad y la resistencia a los fluidos, y asumió que se trata de una versión más lenta de la caída a través del aire, lo que no es así.
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Galileo fue el primero en hacerlo bien. (Es cierto, otros habían mejorado en Aristóteles, pero Galileo fue el primero en tener una idea general ). Se dio cuenta de que un cuerpo que caía aumentaba la velocidad a un ritmo constante.
en otras palabras, tenía una aceleración constante (como él la llamó, la palabra significa “adición de velocidad” en italiano). También hizo la observación crucial de que, si se puede descuidar la resistencia y la flotabilidad del aire, todos los cuerpos caen con la misma aceleración , los cuerpos de diferentes pesos que caen juntos llegan al suelo al mismo tiempo. Esta fue una idea revolucionaria, como lo fue su afirmación de que debería verificarse mediante experimentos en lugar de mediante el método tradicional de tratar de descifrar lo que las autoridades antiguas podrían haber querido decir.
Galileo también señaló que si una bola rueda sin interferencia en una superficie horizontal lisa, y la fricción y la resistencia al aire pueden descuidarse, se moverá con velocidad constante en una dirección fija en lenguaje moderno, su velocidad permanece constante.
Consideró el movimiento de un objeto cuando no está sujeto a interferencia como su movimiento ” natural “.
Usando su terminología, entonces, el movimiento horizontal natural es movimiento a velocidad constante , y el movimiento vertical natural está cayendo a aceleración constante .
Pero no se detuvo allí, dio un paso más importante, lo que lo convirtió en el primero en la historia en obtener resultados cuantitativos útiles sobre el movimiento, útil para su jefe, un duque con intereses militares. El paso crucial fue darse cuenta de que para una bala de cañón en vuelo, los movimientos horizontales y verticales se pueden analizar de forma independiente . Aquí está su imagen del camino de una bala de cañón disparada horizontalmente:
La caída vertical de la bala de cañón al final de segundos sucesivos, las longitudes de las líneas verticales ci , df , eh son las mismas distancias verticales caídas por algo caído del reposo. Si deja caer una bala de cañón sobre un acantilado, caerá 5 metros en el primer segundo, si la dispara exactamente horizontalmente a 100 metros por segundo, seguirá cayendo 5 metros debajo de una línea horizontal en el primer segundo. Mientras tanto, su movimiento horizontal será a una velocidad constante (descuidando nuevamente la resistencia del aire), avanzará 100 metros en el primer segundo, otros 100 metros en el próximo segundo, y así sucesivamente. Verticalmente, cae 5 metros en el primer segundo, 20 metros en total en dos segundos, luego 45 y así sucesivamente.
Galileo dibujó el gráfico de arriba de la posición de la bala de cañón en función del tiempo, y demostró que la curva era parabólica. Luego pasó a calcular el rango de velocidad de boca y cualquier ángulo de disparo, para satisfacción de su empleador.
Apuntes de clase sobre gravitación (Física 152)
después de todo, Newton dijo:
“Si he visto más, es al pararse sobre los hombros de gigantes”.
Gigantes como Galileo
