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Diário das pequenas descobertas da vida.
Segunda-feira, 3 de Outubro de 2005
Apolo não favoreceu Aristóteles
É ainda muito comum a noção de que objectos mais pesados caem mais rápido do que objectos mais leves. É uma noção intuitiva a que geralmente nem prestamos atenção no nosso dia-a-dia. Uma boa forma de testarmos a profundidade a que está enraizada essa noção na nossa mente puderá passar por pensarmos nesta simples questão que me colocaram era eu ainda criança: «O que pesa mais, um quilo de ferro ou um quilo de algodão?».
Lembro-me de ter ficado inquieto por esta pergunta:
~ por um lado um quilo é sempre um quilo, não interessa a substância. Seria o mesmo que perguntar: «O que é mais alto, uma girafa com um metro ou uma formiga com um metro?»
~ por outro lado tinha a noção intuitiva de que o ferro pesava mais do que o algodão.

AristótelesEsta noção de que os objectos têm uma qualidade intrínseca e absoluta chamada peso, que há objectos pesados e objectos leves e que os primeiros caem mais rapidamente do que os segundos foi introduzida por Aristóteles e foi perpetuada durante a Idade Média europeia.
Na Grécia clássica várias escolas de pensamento degladiavam-se nas arenas do pensamento filosófico. Vários eram os temas que se propunham estudar. Algumas delas centravam-se na constituição da matéria.
Uma das escolas de pensamento era a dos Atomistas, liderada por Demócrito, que defendia que todas as coisas era formadas pelas mesmas substâncias indivisíveis («atom» em grego). A razão porque eram as coisas diferentes entre si vinha das diferentes proporções dos consituinte básicos. Mas a teoria assentava sobre bases instáveis pois não havia como provar a existência desses átomos.
Aristóteles, cuja filosofia assentava sobre bases estrictamente pragmáticas, não teve dificuldade em colocar tamanhos entraves teóricos (para a ciência da altura) que a teoria foi abandonada e desacreditada. Hoje sabemos que é uma das teorias mais precisas em relação ao nosso conhecimento moderno que nos chegaram dos antigos gregos.
Durante séculos a ciência aristotélica foi ensinada e repetida sem contestação. Era óbvio que coisas mais pesadas caíam mais rápido do que as leves e ponto final durante mil anos.

GalileuMas então surgiu Galileu, o pai da ciência moderna. Também ele era, como Aristóteles, um pragmático que apenas aceitava conclusões tiradas de uma experiência e não de uma qualquer autoridade. Uma das coisas (entre as muitas que nos deu) que investigou foi esta assumpção de que objectos mais pesados caem mais rápido do que os leves, e de que um objecto que pese o dobro de outro cai duas vezes mais depressa. A lenda reza que Galileu realizou as suas experiências largando, do topo da Torre Inclinada de Pisa, bolas de metal com pesos diferentes e registando que chegavam ao solo ao mesmo tempo.
A verdade foi bem diferente. Galileu usou planos inclinados e esferas, medindo a velocidade a que deslizavam pelo plano abaixo quando libertadas.
Constatou então que objectos com pesos diferentes caiam com a mesma velocidade.
A diferença que se constatava entre a queda, por exemplo, de um folha e de uma pedra, era devida à resistência do ar. No vácuo ou num corpo celeste sem atmosfera papel, algodão, ferro, rochas,... todos os corpos caem à mesma velocidade e atingem o solo ao mesmo tempo.

Fim da história? Não! Ainda hoje muitos têm esta noção errada.
De tal forma que, quando a missão Apolo 15 foi lançada, a 26 de Julho de 1971, levava a bordo uma ideia para comprovar aos mais renitentes em aceitar a conclusão de Galileu a sua validade. O que se segue são as imagens captadas na Lua quando a experiência foi realizada. A qualidade do vídeo não é das melhores mas é perceptível.
(A itálico está a tradução das palavras do astronauta)

Na minha mão esquerda tenho uma pena, na minha mão direita um martelo. Eu acho que uma das razões por que estamos aqui hoje é por causa de um senhor chamado Galileu que viveu há muito tempo e que fez uma descoberta bastante importante acerca de objectos em queda e campos gravitacionais. E nós pensámos «Que lugar podia ser melhor para confirmar as suas descobertas do que na Lua?» E portanto achámos que a tentaríamos aqui para vocês. E acontece que a pena é apropriadamente uma pena de falcão, pela nossa «Falcon». Vamos agora deixá-los cair aqui e esperamos que atinjam o solo ao mesmo tempo.
...
E esta? O senhor Galileu estava correcto... nas suas descobertas!


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<img src="http://cognoscomm.com/mm/BounceBall.gif" wight="32" width="32" align="left" border="0" />É ainda muito comum a noção de que objectos mais pesados caem mais rápido do que objectos mais leves. É uma noção intuitiva a que geralmente nem prestamos atenção no nosso dia-a-dia. Uma boa forma de testarmos a profundidade a que está enraizada essa noção na nossa mente puderá passar por pensarmos nesta simples questão que me colocaram era eu ainda criança: «O que pesa mais, um quilo de ferro ou um quilo de algodão?».
Lembro-me de ter ficado inquieto por esta pergunta:
~ por um lado um quilo é sempre um quilo, não interessa a substância. Seria o mesmo que perguntar: «O que é mais alto, uma girafa com um metro ou uma formiga com um metro?»
~ por outro lado tinha a noção intuitiva de que o ferro pesava mais do que o algodão.

<img alt="Aristóteles" src="http://cognoscomm.com/mm/Aristoteles.jpg" height="100" width="79" align="left" border="0" />Esta noção de que os objectos têm uma qualidade intrínseca e absoluta chamada peso, que há objectos pesados e objectos leves e que os primeiros caem mais rapidamente do que os segundos foi introduzida por Aristóteles e foi perpetuada durante a Idade Média europeia.
Na Grécia clássica várias escolas de pensamento degladiavam-se nas arenas do pensamento filosófico. Vários eram os temas que se propunham estudar. Algumas delas centravam-se na constituição da matéria.
Uma das escolas de pensamento era a dos Atomistas, liderada por Demócrito, que defendia que todas as coisas era formadas pelas mesmas substâncias indivisíveis («atom» em grego). A razão porque eram as coisas diferentes entre si vinha das diferentes proporções dos consituinte básicos. Mas a teoria assentava sobre bases instáveis pois não havia como provar a existência desses átomos.
Aristóteles, cuja filosofia assentava sobre bases estrictamente pragmáticas, não teve dificuldade em colocar tamanhos entraves teóricos (para a ciência da altura) que a teoria foi abandonada e desacreditada. Hoje sabemos que é uma das teorias mais precisas em relação ao nosso conhecimento moderno que nos chegaram dos antigos gregos.
Durante séculos a ciência aristotélica foi ensinada e repetida sem contestação. Era óbvio que coisas mais pesadas caíam mais rápido do que as leves e ponto final durante mil anos.

<img alt="Galileu" src="http://cognoscomm.com/mm/Galileu.jpg" height="100" width="71" align="left" border="0" />Mas então surgiu Galileu, o pai da ciência moderna. Também ele era, como Aristóteles, um pragmático que apenas aceitava conclusões tiradas de uma experiência e não de uma qualquer autoridade. Uma das coisas (entre as muitas que nos deu) que investigou foi esta assumpção de que objectos mais pesados caem mais rápido do que os leves, e de que um objecto que pese o dobro de outro cai duas vezes mais depressa. A lenda reza que Galileu realizou as suas experiências largando, do topo da Torre Inclinada de Pisa, bolas de metal com pesos diferentes e registando que chegavam ao solo ao mesmo tempo.
A verdade foi bem diferente. Galileu usou planos inclinados e esferas, medindo a velocidade a que deslizavam pelo plano abaixo quando libertadas.
Constatou então que objectos com pesos diferentes caiam com a mesma velocidade.
A diferença que se constatava entre a queda, por exemplo, de um folha e de uma pedra, era devida à resistência do ar. No vácuo ou num corpo celeste sem atmosfera papel, algodão, ferro, rochas,... todos os corpos caem à mesma velocidade e atingem o solo ao mesmo tempo.

Fim da história? Não! Ainda hoje muitos têm esta noção errada.
De tal forma que, quando a missão Apolo 15 foi lançada, a 26 de Julho de 1971, levava a bordo uma ideia para comprovar aos mais renitentes em aceitar a conclusão de Galileu a sua validade. O que se segue são as imagens captadas na Lua quando a experiência foi realizada. A qualidade do vídeo não é das melhores mas é perceptível.
(<code>A itálico está a tradução das palavras do astronauta</code>)
<embed src="http://imgs.sapo.pt/sapovideo/swf/flvplayer-sapo.swf?file=http://rd3.videos.sapo.pt/qz6GSzMMTzBSBmTrOuo1/mov/1" type="application/x-shockwave-flash" width="425" height="350" wmode="transparent"></embed>
<i>Na minha mão esquerda tenho uma pena, na minha mão direita um martelo. Eu acho que uma das razões por que estamos aqui hoje é por causa de um senhor chamado Galileu que viveu há muito tempo e que fez uma descoberta bastante importante acerca de objectos em queda e campos gravitacionais. E nós pensámos «Que lugar podia ser melhor para confirmar as suas descobertas do que na Lua?» E portanto achámos que a tentaríamos aqui para vocês. E acontece que a pena é apropriadamente uma pena de falcão, pela nossa «Falcon». Vamos agora deixá-los cair aqui e esperamos que atinjam o solo ao mesmo tempo.
...
E esta? O senhor Galileu estava correcto... nas suas descobertas!</i>

<img "A Apolo XV na Lua" src="http://cognoscomm.com/mm/Apolo15falcon.jpg" height="75" width="100" align="right" border="0" />A referência que se faz ao facto de ser apropriada uma pena de <u>falcão</u> (falcon em inglês) para a experiência prende-se com o nome do módulo lunar com que os astronautas «alunaram», Falcon.
Por mera curiosidade, o «jipe lunar» estacionado ao lado do astronauta custou 15 milhões de dólares (sensivelmente mais de 3 milhões de contos). Após a missão ter terminado (alunaram a 30 de Julho e regressaram a 7 Agosto) o jipe foi lá deixado...

&#8776 Ver <a href="http://cognosco.blogs.sapo.pt/arquivo/525932.html"><font color="blue">Ao contrário da crença popular (Luna)</font></a> sobre as missões à Lua ;
&#8776 Ver <a href="http://cognosco.blogs.sapo.pt/arquivo/628213.html"><font color="blue">Pulchra luna</font></a> sobre a formação da Lua;
&#8776 Ver <a href="http://cognosco.blogs.sapo.pt/arquivo/635733.html"><font color="blue">Eu autem convertet</font></a> sobre o lado oculto da Lua;
&#8776 Ver <a href="http://cognosco.blogs.sapo.pt/arquivo/673093.html"><font color="blue">Deliquiis Lunae</font></a> sobre como pode a Lua tapar o Sol num eclipse;


Publicado por Mauro Maia às 22:14
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5 comentários:
De Maria Papoila a 5 de Outubro de 2005 às 09:59
Sabia muitas coisas da ida à Lua, ignorava esta história da pena e do martelo! O que me cresço por aqui! Beijo


De Mauro a 5 de Outubro de 2005 às 12:53
Quando, por mero acaso, descobri este vídeo na internet apreciei-o imediatamente. Estamos habituados a ver os astronautas a saltitar pela Lua, à volta do módulo lunar, a colocar e a saudar a bandeira. Mas aqui temos o exemplo de um simples experiência feita no ambiente sem atmosfera da Lua. Gostei tanto que este artigo era inevitável. Ainda bem que também apreciaste. Obrigado por teres vindo e comentado.


De . a 5 de Outubro de 2005 às 16:39
Que estranha força era esta que "sabia" ajustar a sua intensidade de uma forma tão perfeita? Sob a sua acção, corpos com massas tão díspares como a pena e o martelo caíam rigorosamente com a mesma aceleração! E por que razão a intensidade da referida força era exactamente proporcional ao inverso do quadrado da distância e não, digamos, ao inverso do cubo? Ou de qualquer outra potência, não necessariamente inteira?


De Mauro a 5 de Outubro de 2005 às 19:26
Não sei bem se entendi as tuas questões. Tentarei responder contudo. Se (como é provável) não tiver conseguido peço-te que me as expliques melhor. Não sei bem a que força te referes. A da Lua é a mesma que a da Terra, é a mesma que em qualquer outro ponto do Universo: a gravidade. A questão simples que Galileu mostrou e que a Apolo demonstrou no ambiente sem atmosfera da Lua é que objectos com massas diferentes são sujeitos à mesma acelaração. Isso significa que uma formiga que pese um miligrama cai à mesma velocidade (e portanto atinge o solo ao mesmo tempo) que um elefante de 1 tonelada. É difícil compreender esta questão em termos instintivos. Mas num ambiente com atmosfera (ou por exemplo, debaixo de água) o atrito do fluido em questão (gases ou líquidos) sujeita os corpos a maiores ou menores forças resistentes ao seu movimento de queda, dependendo da sua forma e não da sua massa. Mas, num ambiente sem fluidos, a queda de qualquer objecto, independentemente da sua massa, é igual. Objectos de pesos diferentes têm ao longo da sua queda a mesma acelaração (a sua velocidade aumenta ao mesmo ritmo ao longo da sua queda)e logo caem ao mesmo tempo no mesmo campo gravitacional. Estarás porventura a referir-te à fórmula da intensidade da força gravítica. Esta é dependente da massa. Como perceber então que a velocidade da queda seja independente da massa quando a a gravidade que puxa os objecto é? É esta a tua questão?


De . a 5 de Outubro de 2005 às 20:53
Peço desculpa por não me ter sabido exprimir adequadamente. A força em causa é, claro está, a gravitação. As minhas questões não eram inocentes e tinham como único propósito realçar o facto de a teoria de Newton não poder explicar estas estranhas coincidências. Ou seja, a relação de proporcionalidade directa entre a força gravitacional e a massa, por um lado, e a lei do inverso do quadrado, por outro, não passavam, nesta teoria, de suposições mais ou menos arbitrárias que serviam para explicar a dinâmica dos corpos em movimento (nomeadamente do Sistema Solar).

Mas houve alguém que reflectiu longamente sobre este assunto e que concluiu não poderem tais comportamentos ser meras coincidências. Pelo contrário, deveriam decorrer naturalmente de uma boa teoria da gravitação. O homem em causa chamava-se Einstein e a teoria revolucionária que resultou deste seu pensamento tem a designação, como é sabido, de relatividade generalizada.


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