Il documento analizza il contributo di Galileo Galilei alla fisica moderna, evidenziando il suo uso del metodo scientifico e il confronto tra i sistemi tolemaico e copernicano nel 'Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo'. Si discutono importanti concetti come il principio di relatività galileiano e il principio d'inerzia, che pongono le basi per la meccanica newtoniana. Infine, viene considerato il dibattito sull'esistenza di sistemi di riferimento inerziali e la loro pertinenza rispetto alla teoria della relatività di Einstein.

1. PROF. ROMANO LICEO VALERIANI
ANNO 2013/2014

2. GALILEO: LO SCIENZIATO E IL PENSATORE
La fisica moderna è una scienza sperimentale. Il primo ad
usare il metodo della misura è Galileo Galilei nel ‘600.
Lo scienziato pisano, aveva studiato sui testi di Aristotele.
La sua visione dei fenomeni naturali, era legata al suo at
tegiamento nei confronti dell’ autorità:
indipendente, anticonformista, «pacatamente rivoluzionario»
Aristotele,
Galileo
Newton

3. UN’ OPERA RIVOLUZIONARIA
Tra il 1624 e il1630 Galileo pubblica un’ opera
fondamentale, il« Dialogo sopra i due massimi sistemi del
mondo » . Il testo è scritto sotto forma di dialogo tra Simplicio
( strenuo difensore della cultura classica Aristotelica)
, Salviati ( scienziato moderno, alter ego di Galileo) e
Sagredo ( l’ uomo comune ).

4. Il Dialogo
Il dialogo è un «facsimile» dei dialoghi filosofici greci. L’ opera è
divisa in giornate:
 Nella prima giornata c’è il confronto tra il sistema Tolemaico
e il sistema Copernicano. ( questa comporterà al pisano la
scomunica, come eretico ).
 Nella seconda giornata si discute della rotazione della terra e
della relatività degli effetti dinamici ( principio di relatività ).
 Nella terza giornata si discute della teoria delle maree
(sbagliata)

5. Dialogo della stiva: la terra è ferma o si
muove?
Simplicio : «La terra è ferma, perché se si
muovesse, un sasso lanciato in verticale non
ti ricadrebbe sulla testa….»
Salviati risponde con un magistrale
monologo ( interpretato tra l’ altro da Marco
Paolini )

6. PRINCIPIO DI RELATIVITA’ (1)
L’ osservazione sul comportamento degli oggetti nella stiva
è nota come principio di relatività Galileiano:
«A parità di condizioni iniziali, il moto di un oggetto in due
sistemi di riferimento in moto relativo rettilineo traslatorio
uniforme è lo stesso»
In esso si riconosce l’ indistinguibilità di certe classi di sistemi
di riferimento nella descrizione del moto.
Esso, insieme al principio d’ inerzia, aprirà la strada alla formu
lazione Newtoniana della meccanica.

7. PRINCIPIO DI RELATIVITA’ (2)
1)
V0

V
2)
V0

Moto del proiettile: a parità di velocità e angolo iniziale, il moto è lo stesso
sia che il carrello si muova, sia che sia in moto uniforme con velocità V

8. PRINCIPIO D’ INERZIA (1)
Durante i suoi esperimenti sul moto degli oggetti su piani inclinati,
Galileo scopre molte cose: ad esempio scopre che la velocità di un
grave che giunge alla alla base di un piano inclinato, non dipende dall’
angolo ma solo dall’ altezza del piano. Egli immagina ( esperimento
mentale, O «Gedankenexperiment» in tedesco) che mettendo in serie
un piano inclinato con un piano di angolo sempre minore, la pallina
compirà sempre più strada «cercando di arrivare» alla stessa quota
iniziale. Geniale.

9. PRINCIPIO D’ INERZIA (2)
Prima di Galileo le uniche affermazioni scientifiche
credibili intorno al moto dei corpi, erano quelle di
Aristotele. Il filosofo non era avezzo a sperimentare per
comprovare le proprie affermazioni, era cioè convinto
che bastasse il solo pensiero per descrivere la realtà.
Oggi alcune di queste affermazioni paiono assurde..:
«…un grave cade perché ha la tendenza naturale a
ritornare da dove è partito... E poi :
«…il mondo è costituito da quattro elementi » ( Platone
docet …).
«La velocità di un corpo è proporzionale alla forza
applicata….»

10. PRINCIPIO D’ INERZIA (3)
Quando un corpo si muove strisciando contro un’ altro, si genera
una forza d’ attrito costante che si oppone sempre al moto. Se
il corpo si muove di moto rettilineo su di un piano, sotto l’azione
di una forza, significa che la forza d’attrito la sta equilibrando.
Ecco a cosa è dovuto l’errore di Aristotele: trascurando gli effetti
dell’ attrito, sembra effettivamente che maggiore è la forza applicata,
maggiore è la velocità. Galileo invece, con i suoi esperimenti
mentali, si rende conto che un corpo soggetto a forze che si
equilibrano, è fermo o si muove di moto rettilineo uniforme
( inerzia)
F
V
Fa
F = Fa

11. SI MUOVE RISPETTO A COSA?
Il principio d’ inerzia stabilisce che sono le accelerazioni ad essere
coinvolte nelle leggi del moto, ma la domanda è: accelerazioni
rispetto a cosa?
Negli esperimenti ( reali o mentali) di Galileo si da per scontato che
sia la terra il sistema di riferimento. Nello stesso passo del dialogo
sulla stiva, si dava per scontato che stando in una nave non si
avvertivano effetti , anche se la terra ruota. In realtà dei piccoli effetti
ci sono ( vedi pendolo di Foucault ) ma con buona approssimazione
la terra è un sistema cosiddetto inerziale. Ci si chiede se un sistema
inerziale ( cioè tale che in esso il moto di un corpo non soggetto a
forze, sia effettivamente rettilineo uniforme ) effettivamente esista.
Dalla teoria della relatività generale di Einstein diciamo che la
risposta è….NI…In pratica è quasi inerziale un sistema con origine
nel centro di massa del sistema solare, e orientamento invariabile
rispetto alla cosiddette stelle fisse….