Explicación del experimento de Galileo sobre la torre inclinada de Pisa
Fue el científico italiano Galileo Galilei quien realizó el famoso experimento que demostró que la aceleración a la que caen los objetos es la misma independientemente de su masa. Ese experimento se conoce como el Experimento de Galileo de la Torre de Pisa. Su resultado fue una violación directa de la teoría de la gravedad de Aristóteles, que suponía que los objetos caían a una velocidad directamente proporcional a su masa.
Predicción del experimento de Arquímedes (izquierda) y medición de Galileo (derecha), Wikimedia Commons CC-BY-SA-3.0.
Aunque todavía no está claro si este famoso experimento se llevó a cabo en la realidad o si fue un experimento mental, se dice que Galileo Galilei lo realizó hacia 1589. Dejó caer dos esferas de masas diferentes desde lo alto de la Torre Inclinada de Pisa porque quería demostrar que los objetos caerían a la misma velocidad independientemente de sus masas. Efectivamente, las dos esferas chocaron contra el suelo al mismo tiempo, apoyando la idea de que los objetos caen a la misma velocidad independientemente de sus masas. Esto volvió a demostrarse años más tarde, cuando el astronauta del Apolo 15 David Scott dejó caer un martillo y una pluma desde la misma altura sobre la Luna y ambos chocaron simultáneamente contra la superficie lunar. Antes del experimento de Galileo, se creía mucho en la teoría de la gravedad de Aristóteles, que afirmaba que los objetos caen a una velocidad proporcional a sus masas. Bastante tiempo después del experimento de Galileo, éste proporcionó una explicación teórica de este fenómeno.
El experimento de la caída del cuerpo de Galileo realizado por David Scott en la Luna, en el que una pluma y un martillo alcanzan la superficie de la Luna al mismo tiempo, StudySmarter Originals.
El experimento mental de la caída de la bola de Galileo
El experimento mental de la caída de la bola de Galileo fue crucial para comprender el efecto de la aceleración debida a la gravedad en un objeto que cae, y puso fin al debate de una vez por todas. Demostró que la teoría de la gravedad de Aristóteles era incorrecta. Veamos en qué pensó Galileo.
Imagina que estás en lo alto de la Torre Inclinada de Pisa. Supón que los cuerpos más pesados caen a mayor velocidad que los más ligeros. Ahora dejas caer dos bolas de masas diferentes desde lo alto, pero hay un truco: las bolas están unidas por una cuerda. Según la hipótesis, la bola más pesada caería más deprisa que la más ligera, por lo que la cuerda se tensaría: la tensión de la cuerda tira de la bola más pesada, lo que debería reducir su aceleración.
Todos los objetos caen a la misma velocidad, StudySmarter Originals.
Pero esto significaría que si dejamos caer la bola pesada sin ninguna sujeción, su aceleración sería mayor que la del sistema en el que hay dos bolas sujetas. Esto contradice nuestra suposición inicial en la que decimos que el cuerpo más pesado caerá más rápido: todo el sistema debería caer más rápido que cualquier bola individual. Por tanto, nuestra suposición es falsa: la única explicación posible es que todos los cuerpos caerán a la misma velocidad independientemente de sus masas.
En este experimento mental, suponemos que los objetos están en caída libre, lo que significa que no tenemos en cuenta la resistencia del aire.
La teoría de la gravedad de Galileo
La teoría de la gravedad de Galileo afirma que todos los objetos caen a la misma velocidad independientemente de su masa.
Galileo determinó mediante su experimento que los objetos caían con la misma aceleración, verificando su predicción y refutando la teoría de la gravedad de Aristóteles, que afirma que los objetos caen a una velocidad proporcional a su masa.
La teoría del movimiento de Galileo
Todos hemos oído hablar de la primera ley del movimiento de Newton, pero ¿sabías que la primera ley del movimiento de Newton fue propuesta originalmente por Galileo?
La ley de la inercia de Galileo afirma que un objeto seguirá moviéndose en línea recta a velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza externa.
Llegó a esta conclusión durante uno de sus experimentos. Descubrió que si dejas deslizar una bola metálica por una rampa y luego la subes por otra rampa, la bola siempre subirá a su altura vertical inicial, independientemente de la inclinación de ambas rampas. Esto le llevó a pensar que si la inclinación de la segunda rampa era cero, la bola seguiría rodando eternamente, ya que nunca alcanzaría su altura inicial. Muchos años después, Newton desarrollaría su primera ley del movimiento basándose en los mismos principios.
El experimento de Galileo sirvió de inspiración y apoyo a su ley de la inercia, StudySmarter Originals.
Galileo y la aceleración
Aristóteles había afirmado que la fuerza causa la velocidad, pero esto fue refutado de nuevo por Galileo, que afirmó que la fuerza causa la aceleración. Esto lo dedujo de nuevo de su experimento de los cuerpos que caen. Predijo que la velocidad de los cuerpos que caen hacia la Tierra aumenta constantemente. Este aumento de velocidad, también conocido como aceleración, se debe a la fuerza de la gravedad. Podemos demostrarlo con un experimento.
Cuando se deja caer una pelota desde una altura, se puede determinar experimentalmente que la distancia que recorre en su primer segundo de descenso será menor que la distancia que recorre en los siguientes segundos de descenso. Esto significa que su velocidad aumenta constantemente. Esta velocidad creciente no es causada por otra cosa que por la gravedad, que es una fuerza, lo que nos lleva a la conclusión de que la fuerza produce la aceleración.
El experimento de Galileo sobre la torre inclinada de Pisa - Puntos clave
- Galileo Galilei realizó el experimento de la caída de los cuerpos para refutar la teoría de la gravedad de Aristóteles.
- La teoría de Aristóteles afirma que los objetos caen a una velocidad proporcional a su masa.
- La teoría de la gravedad de Galileo afirma que todos los objetos caen a la misma velocidad, independientemente de su masa. Esto se sigue aceptando como cierto en la actualidad.
- Galileo explicó sus descubrimientos con un experimento mental que implicaba dos bolas conectadas por una cuerda.
- La ley de la inercia de Galileo afirma que un objeto sigue moviéndose en línea recta a velocidad constante hasta que actúa sobre él una fuerza externa.
- Es igual que la primera ley de Newton.
- La caída libre no tiene en cuenta la fuerza de fricción de la resistencia del aire.
- Galileo descubrió que la fuerza causa la aceleración y no la velocidad.
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