Galileu Galilei é reconhecido até hoje como pai da ciência moderna, isso se deve ao fato dele fazer experiências para tentar comprovar suas teorias. À seguir estão algumas das experiências que Galileu executou e teorias que formulou:
Sua primeira contribuição à ciência foi a lei do isocronismo. Ele formulou essa lei observando uma lanterna acesa, com isso ele percebeu que o tempo que um pêndulo balança não depende de acordo com seu peso nem seu arco de curvatura e sim com o tamanho do fio.
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Representação da experiência realizada na torre de Pisa |
Durante a estada de Galileu em Pisa, em fez varias experiências, que registrou em um ensaio intitulado “Do movimento”. Embora tenha feito e refeito varias vezes cada experimento, tinha algo que o intrigava, pois alguns resultados obtidos não condiziam exatamente com o esperado. Nesse ensaio, Galileu desenvolveu uma critica a teoria aristotélica de queda dos corpos, apresentando uma arquimediana. Esse ensaio não foi publicado, pois acreditava que algum dia iria chegar ao resultado certo, encontraria a solução do problema.
Dentre esses experimentos de Galileu, que dizia estar equivocado, pelo menos um contradizia as idéias de Aristóteles. Esse experimento talvez seja um dos mais conhecidos, que foi o experimento de velocidades de queda iguais. Aristóteles dizia, que se um dois objetos, um com massa dez vezes maior que o outro fossem soltos ao chão de uma mesma distância, um chegaria ao chão ao mesmo tempo em que o outro percorreria apenas um décimo da distância. Galileu, para provar que esta tese estava equivocada, Galileu subiu ao alto de um campanário de 55 metros e deixou dois objetos de massas diferentes caírem no chão. Não a provas de que Galileu realizou esse experimento, talvez tenha realizado apenas para si mesmo, mas provou com ele, que a velocidade da queda independe da massa do objeto, o que até o momento, ninguém tinha se arriscado a desafiar.
Galileu queria descrever como a velocidade de um objeto aumenta durante a queda. Após muitas medições e cálculos, Galileu constatou que a distancia percorrida por um objeto em queda a partir do repouso aumenta segundo o quadrado do tempo decorrido, mas durante algum tempo, não conseguiu dizer se a velocidade aumentava uniformemente com a distancia ou com o tempo. O problema para resolver tal questão, era descobrir o modo como a velocidade do objeto aumentava enquanto caia. Como não tinha como medir a velocidade, ele teria de descobrir por dedução matemática.
Muitas idéias vieram a cabeça de Galileu e muitas vezes veio a pensar que a velocidade era proporcional a distancia, o que é incorreto. Mais tarde, inventou uma nova regra, a qual a velocidade aumentava em função do tempo decorrido e concluiu através de experimentos que: velocidade x tempo = distancia.
Para representar melhor essas fórmulas na álgebra, dizemos que:
1.
1. V= kt
2. D= ½ vt
3. D= ½ kt²
Onde k é o valor que temos que multiplicar o tempo para descobrir sua velocidade. Para quedas próximo a superfície da Terra, k é a aceleração da gravidade, g = 9,8 m/s².
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As fases da Lua |
Através do telescópio, Galileu foi capaz de comprovar diversas teorias e fundamentar suas próprias. Quando ele utilizou o telescópio, ele não o fez direcionado para a Terra e sim para o céu, assim, ele percebeu que muitas das teorias que vinham sido ensinadas há séculos estavam equivocadas: a primeira delas era o geocentrismo. Apesar de inicialmente aceitar essa ideia, após suas jornadas com o telescópio, Galileu percebeu que o heliocentrismo de Copérnico era muito mais lógico que o geocentrismo, isso por que ao observar o céu, ele descobriu que Júpter tinha luas o que seria impossível se tudo girasse ao redor da Terra. Outra teoria aristotélica que ele desbancou foi a da perfeição dos astros, ao observar a Lua e o sol ele percebeu imperfeições, sendo elas as manchas no Sol e crateras na Lua.
Uma teoria um tanto interessante é a da maré. Ao observar a maré e pensando na possibilidade do heliocentrismo, ele deduziu que a maré era fruto da rotação da Terra. Ao observar a Lua, ele também separou e nomeou suas fases.
Galileu mais uma vez estava descordando de Aristóteles e de seus seguidores, desta vez, o assunto era sobre a flutuação de objetos na água. De acordo com os outros filósofos objetos como o gelo, flutuavam apenas por terem uma forma achatada e larga. Galileu em resposta disse que toda forma de gelo flutua e perguntou, que, como se supunha, se afundado tornaria facilmente a flutuar? O outro filósofo Aristoteliano, ficou sem respostas.
Galileu afirmou que a forma do objeto interferia na velocidade de como ele se movia na água, mas não sua capacidade de flutuar ou afundar e que um objeto de forma esférica afunda logo qualquer objeto de outra forma afundará também.
Seguindo os passos de Arquimedes, Galileu descartou a idéia de seus opositores, mais uma vez, de que pequenas lascas de uma madeira mais densa que a água flutuavam, pois as mesmas eram largas e achatadas, dizendo que o que importava é samente a densidade relativa do objeto em comparação com a da água.
Apresentando varias experiências que ele mesmo fez em seu livro sobre a flutuação, Galileu mostrou que quando se coloca um objeto sobre a água ele submerge um pouco e sobre ele forma-se uma “bolsa” de ar, e a densidade do a junto a da panela fica menor que a da própria água não deixando com que o objeto afunde. Se o mesmo tiver a superfície molhada imediatamente ele afundará. Ele demonstrou isso com lascas de madeira e com pequenos cones ora virados para cima ora para baixo.
Um exemplo prático para podermos entender o conceito da flutuação de um objeto com a “bolsa” de ar é quando temos uma panela de ferro sobre uma pia cheia d’água. Mesmo o ferro sendo muito mais denso que a água, com a ajuda do ar dentro da panela, ela consegue flutuar. Se a mesma for cheia de água, imediatamente afundará.Já no final de sua vida, quase totalmente cego, Galileu escreveu sobre a relação entre o tamanho dos ossos de dois animais.
Quando um dos animais é pequeno e o outro três vezes maior, o peso do maior será vinte e sete vezes maior que o peso do pequeno. Um exemplo é a comparação entre um cavalo e um cachorro. A altura do cachorro é cinquenta centímetros e seu peso é de quinze quilos. Já o cavalo é três vezes maior tendo a altura de cento e cinquenta centímetros. Pela lógica de Galileu o peso do cavalo seria de aproximadamente quatrocentos quilos.
É claro que a forma e largura do osso de cada animal vão ser diferentes pois em escala elas devem suportar o peso que será diferente entre um animal e outro. Galileu foi o primeiro a escrever idéias sobre escalas. Não podemos pegar o desenho de um gato, por exemplo, e ampliá-lo, temos que engrossar as patas e o troco para o animal poder ter sustentação.
Utilizando este conceito de escala e proporção, Galileu deduziu que proporcionalmente animais pequenos são muito mais fortes do que os grandes. De acordo com ele, um pequeno cão consegue carregar nas costas duas ou até três vezes o seu próprio peso, enquanto um cavalo talvez não consiga carregar sem o seu próprio peso nas costas.
