Aristóteles e Geocentrismo

O planeta Terra, de acordo com Aristóteles, é constituído principalmente pelos elementos: água, terra e ar. Como estes corpos se movem naturalmente para baixo, juntando mais este à bateria de argumentos do quotidiano sobre o movimento da terra(ver argumento do pássaro e dos ventos), só podemos chegar a uma conclusão: a Terra está parada.

O leitor céptico poderia argumentar: "mas se a Terra é constituída por elementos que se movem naturalmente para baixo, não deveria ela mover-se para baixo também, não se sabe bem para onde?". A resposta é que se de um lado do mundo a matéria se deveria mover para baixo, e do outro lado para baixo também, então as "duas matérias", ao conjugarem os dois movimentos, uma contra a outra, deveriam ficar em repouso.

Física de Aristóteles (2)

Como já foi dito, o conceito de movimento natural é central na física aristotélica. Aparentemente, esta noção é sofisticada, mas consiste apenas em dizer que certos corpos se movem normalmente de determinada maneira. É uma mera descrição, nada mais.

De acordo com Aristóteles, um corpo move-se quando a força que actua sobre ele é superior à resistência. Não conheço a definição aristotélica exacta de força ou resistência. Pelo que li, a resistência é uma propriedade ligada ao meio em que o corpo se move e a força que actua sobre um corpo depende do seu peso, provocando movimentos naturais. Ainda não sei bem como estas coisas funcionam nos movimentos violentos.

A velocidade, se a entendermos por velocidade média, é então proporcional à força e inversamente proporcional à resistência. v=kF/R. Esta equação até funciona bem para quedas em água, como na experiência já aqui descrita. Não será com certeza quantitativamente exacta, mas pelo menos é verdade que corpos mais pesados caem significativamente mais rápido do que corpos mais leves.

Contudo, funciona pessimamente para quedas no ar. Experimentemos deixar cair 2 corpos
no ar da mesma altura, escolhendo os corpos tal que um tenho o dobro do peso do outro. Não corpo mais pesado devia actuar o dobro da força, logo o corpo devia adquirir o dobro da velocidade e o tempo de queda devia ser metade do do corpo mais leve. Mas esta previsão falha redondamente, sobretudo para alturas pequenas.
Quanto aos céus e ao éter, a lengalenga é aparentemente a mesma: são magicamente constituídos por éter, que magicamente faz que os corpos que constitui se movam circularmente. Não conhecemos o éter, não o podemos tocar, cheirar ou ver. É uma substância deveras conveniente!

Li também que o éter é incorruptível e que os corpos celestes por se moverem circularmente são perfeitos, não se sabendo bem porquê nem o que é a perfeição. Parece-me mais um infeliz tique místico dos sábios antigos, aparentemente comum. Costumamos julgar saber mais do que realmente sabemos.

Sei pouco sobre o sistema aristotélico mas gostava de saber mais. Infelizmente, só encontrei um livro que aborda o assunto em 50 páginas. Terei de procurar melhor. Algum leitor mais informado conhecerá bibliografia relevante sobre o assunto?

A física de Aristóteles; um primeiro contacto

Aristóteles acreditava que a matéria era constituída por 5 elementos: ar, terra, fogo, água e éter. Esta crença foi essencial no estabelecimento da sua teoria da dinâmica.

Analisemo-los. Deixemos o éter de parte, trata-se de um elemento bastante peculiar. Aristóteles conjecturou que os outros 4 possuíam movimentos naturais de acordo com o seu peso. O fogo era o mais leve e movia-se para cima; o ar, um pouco mais leve, movia-se naturalmente para cima também, embora tivesse menos tendência do que o fogo; a água, mais pesada, para baixo; a terra, a mais pesada de todos os elementos, era a que “caía” mais.

De acordo com Aristóteles, uma força era aquilo que provocava um movimento violento, aquele que é distinto de um movimento natural, como o movimento de uma seta, ou de uma bola de futebol.

O filósofo partiu de pressupostos errados. É falso que só haja 5 elementos. É falso também que os corpos se movam naturalmente para cima ou para baixo conforme o seu peso. Esses são na verdade movimentos violentos, contra-intuitivamente. Com o telescópio pôde-se olhar o céu e descobrir que os movimentos naturais dos corpos são rectilíneos uniformes, ou nulos, de acordo com a 1ª lei de Newton.

Queda Livre na Lua

Ainda a propósito da queda livre:

A Física no tempo

A física tem origem na curiosidade daqueles que procuram decifrar fenómenos que para alguns são banais.

A premissa “ A terra move-se. Gira em torno do Sol, que é o centro do nosso sistema solar, e sobre o seu próprio eixo.” (teoria Heliocêntrica) é no presente, uma realidade incontestável, uma concepção elementar da humanidade. Contudo nem sempre foi assim.

As teorias que hoje temos como certezas, há uns séculos atrás, época de inquisição e monarquia, foram consideradas revolucionárias, blasfémias e até arriscadas para os que as proclamavam, com sérias consequências como a morte de Giordano Bruno.Durante séculos a cultura, a religião e a ciência defendiam a crença de que o nosso planeta era estacionário.

Surge então o renascimento com autênticos intelectuais, verdadeiros génios que efectivamente remodelaram o mundo numa terra que majestosamente se move. Destacam-se Copérnico, Galileu, Kepler e Newton neste feito.

Queda livre

Uma das primeiras coisas que os estudantes de Física aprendem é que os corpos caem todos à mesma velocidade. É uma daquelas revelações contra-intuitivas, que excitam a curiosidade dos jovens alunos por esta ciência, e que dão gosto divulgar. Mas a afirmação tem de ser cuidadosamente reformulada, pois na sua forma actual é falsa.

Experimente o leitor deixar cair dois corpos de pesos diferentes em água. Para que a experiência seja confiável, sugiro que torne os factores que condicionem a velocidade dos corpos iguais nas duas quedas. Assim, escolhamos, por exemplo, um corpo de chumbo, mais pesado, e um corpo de madeira, mais leve. Escolhamos corpos com igual forma, mergulhemo-los em água da mesma fonte, da mesma altura. Quanto maior for a velocidade que os corpos atingem menores serão os seus tempos de queda. Qual corpo cai primeiro?

O leitor astuto deverá ter observado que o corpo mais pesado é o primeiro a cair. Repita a experiência com corpos cuja diferença de pesos é maior. Parece que quanto mais pesado é um corpo mais rápido ele cai, e que a diferença entre os tempos de queda é maior conforme for maior a diferença entre os pesos.
Se o leitor for persistente, repita a experiência em meios sucessivamente menos viscosos do que a água. Reparará que o corpo mais pesado continua a ser o primeiro a cair, mas a diferença entre o seu tempo de queda e o do corpo mais leve vai-se esbatendo. Isto indicia que se encontrássemos um meio com viscosidade nula, corpos de diferentes pesos cairiam à mesma velocidade.

A ar é um meio pouco denso, muito fluido. Por isso é que aparenta que corpos de diferentes pesos caem ao mesmo tempo. Mas se corpos de diferentes pesos caírem de uma altura grande, a diferença entre os seus tempos de queda não é imperceptível.

À roda, à roda

Muitos manuais de história contêm o lugar comum de que a aceitação do heliocentrismo só foi espinhosa por causa de uma igreja ultrapassada, retrógrada e inimiga da ciência. É como se Copérnico e Galileu tivessem facilmente descoberto que a Terra se move, sem margem para dúvidas, e todos os geocentristas fossem clérigos balofos sedentos de poder e sem escrúpulos. As coisas não foram assim tão simples. Embora errada, a física de Aristóteles que imperou mais de 1000 anos é plausível e compreende-se por que a nova física de Newton e Galileu causou tanta polémica.

Um argumento poderoso a favor da Terra imóvel é o "dos pássaros". Imagine o leitor um pássaro a descansar no seu ninho enquanto a Terra se move. O pássaro repara numa lesma apetitosa a poucos metros e decide levantar voo já contente por tão saborosa refeição. Só que o pássaro confiante não se recordou que a Terra se move, e move-se muito rápido. Logo que levanta voo o pobre pássaro vai ficando mais para trás e a lesma mais e mais longe. É que a Terra roda no mesmo sentido que o ingénuo pássaro, só que muito mais rápido. Tudo como se um cavaleiro decidisse desmontar para perseguir um caracol... a cavalo. O caracol montado no seu cavalo é mais rápido do que o cavaleiro a pé, da mesma forma que a lesma em cima da Terra pujante é mais rápida do que o pássaro confiante.

Esta situação implausível parece decorrer do facto de a Terra se mover. O movimento da Terra também dificulta a explicação dos céus. É que se a Terra se move, das duas uma: ou as nuvens se movem também, e o vento é insuportável; ou as nuvens não se movem e vemos um céu diferente cada dia.

Será mesmo que a Terra se move?

Apresentação do Projecto

Este blogue tem como objectivo o registo dos progressos realizados no desenvolvimento de um trabalho de projecto no âmbito da disciplina de Área de Projecto de 12.ºano.

O tema a desenvolver tem o título de "O Nascimento de uma Nova Física" e o seu objectivo é realizar um estudo sobre a evolução da Física, dando mais ênfase à revolução que se verificou entre os séculos XIV e XVI. Nesta participaram vários cientistas, entre eles Galileu Galilei, Isaac Newton e Johannes Kepler. As suas ideias marcaram a Física alterando o processo experimental e o modo de pensar.