Antes de Galileo Galilei se
creía que los cuerpos pesados caían más rápidamente que los ligeros y que a
mayor paso, mayor velocidad. Esto no era verdad. Galileo fue el primero en
demostrar que todos los cuerpos, ya sean grandes o pequeños sin tener en cuenta
la fricción del aire, caen a la tierra con la misma aceleración.
Explicaciones de
Aristóteles y Galileo acerca de la caída libre.
Aristóteles fue uno de los más
representantes de este tipo de pensamiento. Los términos “arriba” y “abajo” no
poseían para Aristóteles el sentido relativo actual, sino que para él eran
lugares únicos y absolutos.
Aristóteles afirmaba que el
peso de un objeto y la resistencia del medio a través del cual se desplaza
colaboran con el fin de hacerlo caer a una velocidad proporcional a su peso; y
enunció el siguiente principio: “La velocidad de un objeto es directamente proporcional a su peso
e inversamente proporcional a la resistencia del medio”.
Cualquier movimiento que no
fuera natural (es decir, que no fuera hacia arriba o hacia abajo) era violento
y requería de la presencia de una fuerza externa. Esta fuerza era la que sin
una fuerza impulsora no hay movimiento. Si deja de hacerse dicha fuerza, el
movimiento cesa. Por ejemplo, cuando una carreta es arrastrada por un caballo.
Dieciocho siglos después de
Aristóteles, Galileo inició su ataque
contra la concepción aristotélica del movimiento.
Afirmó que todos los
cuerpos se comportan de la misma forma respecto al movimiento.
Un mismo objeto puede subir
o bajar según el medio en el que se encuentre, por lo que la ligereza o la
gravedad no dependen de la naturaleza de un objeto, respecto a los demás
cuerpos que le rodean. Según Galileo, sólo hay un movimiento: el que se dirige
hacia el centro de la Tierra, pues todos los objetos tienen un peso.
Fue así como Galileo
caracterizó al movimiento de caída libre
como movimiento acelerado, al que definió como “aquel que, partiendo del
reposo, adquiere, en tiempos iguales, iguales incrementos de velocidad”.
Se ha determinado que el
valor de la constante de aceleración gravitacional (g) sobre la Tierra al nivel
del mar, y para todos los cuerpos, es igual a 9.8 m/s2.
Aportación de Galileo en la
construcción del conocimiento científico.
Para Galileo, el método
científico debe atender por igual a los dos momentos de la ciencia. Galileo es
el primer científico en sentido moderno.
El gran avance de Galileo
consiste en dar un paso más en la construcción sistemática y rigurosa de la
experiencia. La experiencia se basa en la observación o conocimiento sensible
pero debe ser sometida posteriormente a la experimentación o control artificial
de las variables intervinientes para comprobarla o contrastarla.
Las teorías deben ser
formuladas y demostradas en el lenguaje más universal y necesario de la razón,
las matemáticas.
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 falsedad
posibilidad de que un experimento no de los resultados esperados. Galileo
investigó los tres tipos de movimientos también.
La aceleración, diferencia
con la velocidad.
Cuando un cuerpo aumenta o
disminuye su velocidad, se dice que acelera o desacelera, respectivamente.
El concepto o definición de
aceleración física es muy sencillo, pues es la variación de la velocidad por
unidad de tiempo.
La velocidad es el cambio
de posición respecto al tiempo. La velocidad es un vector y su magnitud es la
rapidez.
Interpretación y
representación de gráficas velocidad-tiempo y aceleración-tiempo.
El aparato que construyó
para estudiar la caída de los cuerpos fue el plano inclinado. Cuando la
inclinación aumentaba, también lo hacía la aceleración del objeto. Cuando el
ángulo de inclinación fuera de 90˚ y el plano inclinado estuviera en posición
perpendicular con el piso se obtendrá el valor de la aceleración gravitacional.
Gráficas velocidad-tiempo.
En
este tipo de gráficas la variable independiente es siempre el tiempo y la
variable dependiente es la velocidad.
Y
la pendiente de la gráfica es la aceleración dada por la siguiente formula:
a = V2 - V1
t2 - t1
La gráfica velocidad contra tiempo representa el
cambio de la velocidad respecto al tiempo, para MRU es una línea recta paralela
al eje del tiempo, para MRUV o MUA, es una línea oblicua, cuya pendiente
(tangente al eje del tiempo) es la aceleración.
Ejemplo: En esta gráfica la velocidad aumenta
conforme aumenta el tiempo y la pendiente representa la aceleración que en este
caso es constante.
Gráfica aceleración-tiempo.
La gráfica aceleración vs tiempo es la variación de
la aceleración con el tiempo, para MRU es el eje del tiempo (aceleración cero),
para MRUV es una línea paralela a dicho eje (aceleración constante); el área bajo
esa línea es la velocidad.
Ejemplo: En esta gráfica la pendiente representa la
velocidad que es constante y conforme aumenta el tiempo disminuye la
aceleración.
Referencias bibliográficas:
http://www.ejemplode.com/37-fisica/475-graficas_de_posicion_vs._tiempo_y_velocidad_contra_tiempo_del_mua.html
