1 che tende alla perfezione.

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1 La fisica di Aristotele [ a.c.].] Punti fondamentali Esistenza di nature qualitativamente determinate. Esistenza di un Cosmo: la credenza cioè nell esistenza di principi di ordine, in virtù dei quali l insieme degli esseri reali forma un tutto gerarchicamente ordinato. Principio teleologico Tutto ciò che accade in natura si compie per un dato fine,, l universo è il risultato di un disegno prestabilito; la sua armonia è opera di una intelligenza modellatrice 1 che tende alla perfezione.

2 La fisica di Aristotele Nello studiare la natura Aristotele si domanda a quale fine? Ogni cosa in natura è fatta per un fine [Aristotele Fisica ] dopo Galileo lo scienziato si chiede in che modo? i discorsi nostri hanno a essere intorno al mondo sensibile, e non sopra un mondo di carta [Galileo Galilei, "Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo" (1632)] 2

3 La fisica di Aristotele Mondo sublunare [Terra] mutamento nascita/morte generazione/corruzione quattro elementi Terra Acqua pesanti Aria Fuoco leggeri corpi materiali mescolanza dei quattro elementi "pesantezza" e "leggerezza" determinata dalla proporzione dei 4 elementi moto processo divenire mutare in se stesso e rispetto agli altri [stato transitorio] Mondo celeste [Stelle e Pianeti] Inalterabilità quinto elemento etere solido cristallino imponderabile trasparente immutabile stelle e pianeti fissati alle sfere celesti rotanti tutte costituite di etere moto circolare perfetto senza inizio nè fine 3

4 Concetto aristotelico di moto Aristotele considera moto non solo il mutamento di luogo (moto locale) ma anche l alterazione qualitativa, l aumento o diminuzione quantitativi e, in taluni casi, la generazione e la corruzione. 4

5 Moti del mondo terrestre Luogo naturale Terra e Acqua Centro dell'universo Aria e Fuoco Regioni "superiori" Quiete possibile solo nel luogo naturale non necessita di una causa 5

6 Moti del mondo terrestre Moto Naturale secondo natura Il corpo muove verso il luogo naturale Aria Fuoco leggeri [traiettoria rettilinea] Terra Acqua pesanti finalità portare il corpo alla quiete nel suo luogo naturale Violento contro natura Il corpo si allontana dal luogo naturale Terra Aria Acqua Fuoco non può essere perpetuo necessita di una causa [motore] 6

7 La dinamica aristotelica Ad ogni corpo per sua natura, determinata dalla miscela dei quattro elementi che lo compongono, compete un luogo naturale. Nel luogo naturale, se non intervengono cause esterne, i corpi si mantengono in quiete. Il moto è qualche cosa che si trasferisce momentaneamente ai corpi, trasformandoli in sé stessi e rispetto agli altri; è il passaggio all atto di ciò che è in potenza. Ogni movimento, naturale o violento, necessita di una causa. Causa del moto naturale è il ritorno del corpo al suo luogo naturale. Causa del moto violento è un motore esterno in contatto (non sono ammesse azioni a distanza) con il mobile. Soppressa la causa, naturale o violenta, il moto cesserà (cessante causa cessat effectus). 7

8 La dinamica aristotelica Moto naturale La velocità dei corpi in moto naturale è direttamente proporzionale alla grandezza del corpo che ne determina la pesantezza o leggerezza. Più un corpo è grande, più rapidamente esso compie il moto che gli è peculiare. (Del cielo, 290a) 8

9 La dinamica aristotelica Moto violento La velocità dei corpi in moto violento è direttamente proporzionale alla forza applicata (motore). La velocità dei corpi in moto violento è inversamente proporzionale alla grandezza del corpo. Sia A il motore, B il mosso, C la lunghezza percorsa, D il tempo in cui si attua il movimento. In un tempo uguale la forza uguale A muoverà la metà di B per il doppio di C, e muoverà C nella metà di D: tale, infatti sarà la proporzione. E, inoltre, se la stessa forza muoverà lo stesso oggetto in questo tempo qui secondo tanta lunghezza, e lo muoverà secondo la metà della lunghezza nella metà del tempo, anche la metà della forza muoverà parimenti la metà dell oggetto in uguale tempo secondo una lunghezza uguale. (Fisica, 249b) Se però, fra la grandezza del corpo e la forza applicata vi è una grande sproporzione, allora è possibile che non si produca alcun movimento. Se però E muove F per uno spazio C in un tempo D, non segue necessariamente che E possa in un tempo eguale muovere una massa doppia di F per metà dello spazio C; potrebbe darsi invero che non provocasse alcun movimento. (Fisica, 249b) 9

10 Ruolo del mezzo..gli oggetti che sono lanciati si muovono sebbene ciò che ha impresso loro impulso non sia in contatto con essi, vuoi per il reciproco sostituirsi, come sostengono alcuni, vuoi perché l aria che è stata spinta imprime loro un moto più veloce del moto naturale col quale il proiettile si muove verso il suo luogo naturale. (Fisica, 215a) Il moto violento dei corpi, una volta separati dal motore, si mantiene grazie ad una reazione del mezzo attraversato dal corpo in movimento. 10

11 Ruolo del mezzo E sempre il movimento sarà tanto più veloce quanto il mezzo sarà più incorporeo, meno resistente e più facilmente divisibile.(fisica, 215b) La velocità dei corpi è inversamente proporzionale alla densità del mezzo. 11

12 Il vuoto Il vuoto rende impossibile tanto il moto naturale quanto quello violento! Moto naturale: senza la resistenza offerta dal mezzo, la velocità sarebbe infinita e quindi i corpi si muoverebbero istantaneamente, assurdo! Moto violento: il vuoto, non essendo un mezzo, non può ricevere o trasmettere il movimento ; pertanto un moto violento nel vuoto equivarrebbe ad un moto senza motore, assurdo! L idea di vuoto non è compatibile con l interpretazione di moto come mutamento e processo. 12

13 Il Cosmo Il cosmo è una sfera finita, avente la terra come suo centro e la sfera delle stelle fisse come frontiera. La terra, luogo naturale verso cui tendono i corpi pesanti, è un corpo finito al centro del cosmo in quiete assoluta. La finitezza del cosmo deriva anche dal suo moto circolare, altrimenti saremmo costretti ad ammettere l esistenza di una velocità infinita: se il cielo fosse infinito e ruotasse circolarmente, esso percorrerebbe una distanza infinita in un tempo finito,...ma noi sappiamo che ciò è impossibile. (Del cielo, 272b). L intero ordine del cosmo, e in particolare i movimenti circolari delle sfere celesti e degli astri in esse infissi, essendo eterno rende eterno lo stesso cosmo. 13

14 Punti deboli della concezione aristotelica. Ipotesi che i corpi pesanti possano essere mossi per una reazione dell aria. Duplice funzione dell aria come sostegno del moto in assenza di motore e come mezzo che ritarda il moto di caduta 14

15 Teoria dell impetus Moto di un corpo lanciato verso l alto 1. L impetus o leggerezza trasferita al mobile dal motore, maggiore della sua pesantezza naturale, determina il moto ascensionale. 15

16 Teoria dell impetus 2. Salendo, l impetus si consuma, la velocità diminuisce sino ad annullarsi alla quota massima; in questo punto la leggerezza uguaglia la pesantezza. 16

17 Teoria dell impetus 3. La prima fase della discesa risulta accelerata in quanto la leggerezza residua ritarda lo stabilirsi del moto uniforme. 17

18 Teoria dell impetus 4. Esaurito completamente l impetus il moto diventa uniforme e la velocità di regime è proporzionale al peso specifico relativo del corpo. 18

19 Velocità peso? Esperimento. considerando che ogni corpo tende a mantenere la sua velocità il più piccolo ritarda il più grande il più grande velocizza il più piccolo v1<v3<v2 considerando i pesi P3 = P2 + P1 P3 > P2 > P1 v3>v2>v1 19

20 Esperimento di Galileo Il tempo di caduta delle sfere è ottenuto pesando la quantità d acqua che, nel medesimo tempo, fuoriuscendo attraverso un sottile cannello dal secchio, viene raccolta in un recipiente. Si misura il tempo di caduta della sfera variando in modo controllato la lunghezza di caduta. Per ogni lunghezza si ripete più volte la misura del tempo. 20

21 Esperimento di Galileo Facendo percorre alla palla un quarto della lunghezza totale del piano si ottiene puntualissimamente la metà del tempo precedente. Facendo poi l esperienze di altre parti,,per esperienze ben cento volte replicate, sempre s incontrava gli spazi passati essere tra di loro come i quadrati de i tempi, e questo in tutte le inclinazioni del piano. s t 2 21

22 Legge di caduta dei corpi La velocità di un corpo che cade aumenta proporzionalmente col tempo. L accelerazione della caduta è la stessa per tutti i corpi. 22

23 Punti fondamentali del metodo galileiano L aver spostato l obiettivo primario della ricerca sulla natura, dalla determinazione delle cause alla descrizione dei suoi fenomeni attraverso l individuazione dei loro caratteri essenziali. Aver introdotto la matematica nella descrizione fisica della natura sia come strumento logico deduttivo che come linguaggio attraverso il quale esprimere le sue leggi e consentire una loro verifica oggettiva. 23