GALILEO GALILEI

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IL PRINCIPIO DI INERZIA

Galileo intuì il principio di inerzia , che sarà poi formulato adeguatamente da Cartesio . Il principio di inerzia mi dice che se conferisco movimento ad un corpo , esso tende a tenere quel moto all'infinito : questo significa che sia quiete sia moto sono stati : se un oggetto si muove quindi ciò che va spiegato è perchè si fermi : dovrebbe per il principio di inerzia proseguire in quel moto all'infinito . Bisogna quindi spiegare il mutamento di stato (da moto passa ad inerzia) . Per Aristotele invece non va spiegata la quiete ma il movimento , che è una forma di cambiamento : è un passaggio da potenza ad atto : la penna è qui ma potrebbe essere lì ; la sposto ed ecco che è lì . Il mutamento-movimento per Aristotele richiede una causa , é un passaggio da potenza ad atto : la penna che sta qui in potenza potrebbe essere lì ; ce la porto e da lì in potenza diventa lì in atto . Per noi va invece spiegata l'accelerazione , il cambiamento di velocità . Il lancio della penna mi spiega che acquista un movimento teoricamente infinito ; per Aristotele è normalissimo che la penna dopo un pò cada ( per lui é anormale che per un pò salga ! ) : essa tende al suo luogo naturale : quello che per lui va spiegato è perchè per un pò essa tenda a salire . Per Aristotele la quiete è uno stato , il movimento un mutamento (ed i mutamenti vanno spiegati) . Per noi sono entrambe stati . Anche qui abbiamo una prova in favore di quanto Aristotele fosse osservatore della realtà ( più di Galileo stesso ) : infatti la realtà a riguardo della penna sembra proprio dare ragione a lui e non a noi . Ritornando a Galileo , egli , come noi , sostiene che quiete e moto siano due stati . Per Aristotele il movimento era uno dei tanti mutamenti e in quanto tale andava spiegato ; la quiete invece era anche per lui uno stato e in quanto tale riteneva che non andasse spiegato : é lo stato naturale delle cose ai suoi occhi . Noi oggi sappiamo ( come Galileo aveva già intuito ) che quando lanciamo per aria una penna , la poniamo in un nuovo stato ( il movimento ) ; il cambiamento non sta nel movimento , ma nell' accelerazione . Potremmo considerare la quiete , in altre parole , come un movimento particolare ( movimento zero , per esempio ) . La penna ferma per Aristotele é in uno stato , ma lanciandola c' é un cambiamento , giustificato dalla spinta che si imprime alla penna : per lui é l' aria che trascina per un pò in aria la penna ; esauritasi la " forza " dell' aria essa torna a cadere al suo luogo naturale . Da Galileo in poi viene considerato stato qualsiasi moto rettilineo uniforme ; la quiete é appunto un caso di moto rettilineo uniforme con velocità zero . La penna é ferma : é nello stato di quiete . Certo che con la mano imprimo un mutamento , ma esso si identifica non con il movimento , bensì con l' accelerazione , ossia il mutamento di velocità : quello di cui la mano che lancia é causa non é il movimento , ma il passaggio da uno stato ( di moto rettilineo con velocità zero ) ad un altro stato ( il moto rettilineo uniforme ); questo nuovo stato secondo il principio di inerzia é destinato ad andare avanti in eterno , finchè qualcosa non intervenga a modificarlo . Per Aristotele era difficile spiegare come la penna per un pò potesse salire in aria invece di correre subito al luogo naturale ; per noi invece ciò che é difficile spiegare é perchè dopo un pò essa cada invece di proseguire eternamente nel suo moto , in altre parole perchè dopo un pò lo stato di moto rettilineo uniforme viene modificato in senso opposto dalla forza di gravità . Questo principio di inerzia formulato in modo embrionale da Galileo servirà poi a Newton per spiegare come i pianeti possano stare su da soli se le orbite non sono materiali come le concepiva Aristotele , bensì sono traiettorie ideali come le concepiva Brahe : questo era un problema delicato e difficile e certo l' interpretazione di Keplero secondo la quale il Sole ha un' anima che attrae a sè i pianeti come il magnete attrae il ferro non poteva convincere più di tanto . A risolvere la questione una volta per tutte sarà appunto Newton , che opererà anche lui come Galileo nel 1600 : mettendo insieme le scoperte di Galileo ( il principio di inerzia e la gravità , che però Galileo pensava fosse valida solo sulla Terra e non universalmente ) , Newton arriverà a dire che i pianeti stanno su e girano intorno al Sole perchè sparati a velocità talmente grande da non riuscir più ad atterrare , vincendo così la forza di gravità che tenderebbe a farli schiantare al suolo : in altre parole , il Sole attira i pianeti come il centro della Terra attira la penna ( forza di gravità ) ; invece di schiantarsi sul Sole che lo attira ( come fa la penna attirata dal centro della Terra ) il pianeta gira intorno grazie al principio di inerzia ( moto uniformemente accelerato ) e non si allontana , ma gira intorno al Sole perchè sente comunque la forza di gravità che esso esercita . Newton combinando principio di inerzia e forza di gravità spiegherà quindi come i pianeti stanno su senza ricorrere ad orbite materiali . Ma come arrivò Galileo a formulare il principio di inerzia ? Vi arrivò sempre lavorando sul piano inclinato : osservò che mettendo sul famoso canaletto una biglia di bronzo lanciata ad una certa velocità , se lanciata in salita andrà progressivamente diminuendo di velocità ; viceversa , lanciata alla stessa velocità in discesa avrà un progressivo aumento di velocità . Chiaramente si accorse di come la accelerazione ( se mandata in discesa ) e la decelerazione ( se mandata in salita ) fossero tanto maggiori o minori a seconda dell' inclinazione del piano . Con il classico processo di estrapolazione ( ricavare un dato sconosciuto tramite dati conosciuti ) arrivò ad ipotizzare che in assenza assoluta di declinazione o inclinazione del piano ( ossia in assenza di un fattore di disturbo che intervenga ) la biglia dovrebbe proseguire all' infinito nel moto in cui la si mette . E' un esperimento mentale e non verificabile concretamente in primis perchè ci vorrebbe un piano infinito per dire che la biglia prosegue in quel moto all' infinito ; e poi occorrerebbe un piano con attrito zero . Immaginando però un piano infinito e con attrito zero , allora si può capire come la biglia proseguirebbe all' infinito a rotolare .