Galileo aveva ragione: hammer and feather on the moon.

In questi giorni, in classe, si è parlato spesso di gravità, massa, peso... tutti argomenti che per i "novelli" sono un po' ostici.
Questo post non è altro che il racconto di una teoria che si conferma corretta e che è in relazione proprio con gli argomenti di cui sopra.
La nostra storia inizia con un un signore Pisano sul finire del 1500 e si conclude con un astronauta Statunitense nel 1971.
Il nostro signore del '500, che si interessava di fisica, filosofia, astronomia e matematica (oggi riconosciuto unanimemente come il padre della scienza moderna) studiò approfonditamente la caduta dei gravi ed aveva per nome Galileo...

Nacque a Pisa il 15 febbraio 1564; nel 1581 (a 17 anni) venne iscritto dal padre Vincenzo, che aveva l'intenzione di fargli studiare ed imparare medicina così da professionalizzarsi in un mestiere che gli consentisse una carriera ricca di lucrosi guadagni, proprio all'Università di Pisa.

Nonostante il suo interesse per i progressi sperimentali di quegli anni, Galileo fu presto attratto dalla matematica, che cominciò a studiare dall'estate del 1583, sfruttando l'occasione della conoscenza fatta a Firenze di Ostilio Ricci da Fermo, un seguace della scuola matematica di Niccolò Tartaglia (proprio lui... quello del famoso triangolo che tanto fa impazzire coloro che studiano le potenze dei binomi).

Dopo anni di studi e di pubblicazioni scientifiche (che vi consiglio di leggere nella biografia citata nelle fonti del post) scrisse l'opera “Discorsi e Dimostrazioni matematiche attorno a due nuove scienze attinenti alla Meccanica e i Movimenti Locali" (nelle fonti trovate il testo integrale linkato).

Nell'opera si legge:

"... e perché solo uno spazio del tutto voto d'aria e di ogni altro corpo, ancorché tenue e cedente, sarebbe atto a sensatamente mostrarci quello che cerchiamo, già che manchiamo di cotale spazio, andremo osservando ciò che accaggia ne i mezzi più sottili e meno resistenti, in comparazione di quello che si vede accadere negli altri meno sottili e più resistenti.
Se noi troviamo, in fatto, i mobili differenti di gravità meno e meno differir di velocità secondo che i mezzi più e più cedenti si troveranno, ..., parmi che potremo con molto probabil conietture credere che nel vacuo sarebbero le velocità loro del tutto eguali."

Ebbene... nel vacuo, nel vuoto quindi, le velocità di caduta dei gravi sarebbero del tutto uguali.

Lo scienziato pisano intuì e dimostrò che i corpi materiali cadono, nel vuoto (escludendo quindi qualunque effetto di attrito) tutti con la stessa accelerazione, indipendentemente dalla loro massa; questo fenomeno è conseguenza diretta dell'equivalenza tra massa gravitazionale e massa inerziale.
Sappiamo oggi che l'accelerazione di cui stiamo parlando è quella gravitazionale che in prossimità della superficie terrestre è valutata in media pari a 9,81 m/s².

Questa teoria ottenuta "con molto probabil conietture" cioè per deduzione, venne poi sviluppata da Newton nella seconda metà del 1600; con il suo "tubo a vuoto" riuscì a confermare quanto affermato da Galileo.
Nel tubo, nel quale con una pompa egli tolse tutta l'aria, mise una piuma, un pezzo di carta colorata, una sfera di legno e una sfera di metallo.
Lasciati liberi di cadere nel tubo e nel vuoto, tutti questi oggetti percorrono verticalmente la lunghezza del tubo nello stesso tempo.
Il tubo di Newton servì quindi a dimostrare come in assenza di aria due oggetti lasciati cadere insieme arrivino al suolo nello stesso istante.

Seppur provata la teoria in laboratorio, la curiosità dell'uomo di verificarla in natura rimase insoddisfatta fino all'agosto del 1971, quando il comandante della missione Apollo 15 (David Scott) nelle ultime fasi dell'attività di ricerca sul suolo lunare decise di provare la validità del pensiero di Galileo.

Forte dei suoi studi di geologia e del nome che fu attribuito al modulo di allunaggio della missione (Falcon) Scott sperimentò che sulla superficie lunare, in assenza di attriti, la velocità di caduta di un martello da geologo in alluminio dal peso di 1.32 Kg è uguale a quella di una piuma di falco da 0.03 Kg.
Il momento fu veramente importante tanto che ancora oggi possiamo godere delle immagini di quella dimostrazione scientifica.
Il video è in lingua originale inglese ma, come al solito, non dovremmo avere problemi a capirne il senso.






Cosa possiamo imparare da tutto ciò?
Circa 400 anni separano Scott da Galileo e questo rende grande lo scopritore per le sue intuizioni geniali, così come lo è lo sperimentatore per aver sfruttato l'occasione di poter validare la teoria.

Nel mezzo abbiamo citato Newton... anche lui ha la sua bella importanza nella storia ma di questo parleremo in un altro post.

Buono studio.
GAGiuliani


FONTI
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La caduta dei gravi - Prof. Massimo Manvilli
Wikipedia: Galileo Galilei
Wikipedia: la caduta dei gravi
Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze - opera completa
Dr. David R. Williams - NASA Goddard Space Flight Center