Galileo Galilei
UN GENIO EN LA TIERRA
GALILEO GALILEI, UN GENIO EN LA TIERRA
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INDICE
Biografía………………………………………………………… Sabías que?......................................................................... Aportaciones de Galileo Galilei / física...……………………. Astronomía..………………………………………………….... Metodología científica……………….……………………...... La teoría de Galileo Galilei en la Astronomía………………. Caída Libre……………………………………………………… Para Saber más………………………………………………... Fórmulas………………………………………………………... Velocidad……………………………………………………….. Ejercicios……………………………………………………….. Fuentes de consulta……………………………………………
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Biografía Nació en Italia, en la ciudad de Pisa en 1564. A los 15 años de edad ingresó a la universidad da Pisa para estudiar medicina, pero cinco años después abandonó esa carrera para dedicarse a las matemáticas. En ese momento empezaron sus grandes contribuciones a la ciencia. A los 21 años de edad (1585) inventó la balanza hidrostática para fijar el peso específico de la materia, es decir, la fuerza con que un cuerpo es atraído hacia el centro de la Tierra. En 1589 ejerció una cátedra universitaria. Para este tiempo ya había inventado el termobaroscopio (antecesor del termómetro). Tres años más tarde aceptó el cargo de profesor de matemáticas en la universidad de Padua, donde permaneció dieciocho años y empezó a perfeccionar sus conclusiones sobre las leyes que rigen la caída de los cuerpos. La ley de la caída de los cuerpos fue la primera de las leyes de la física clásica que formuló Galileo Galilei en 1604. Para esta misma época, Galileo hizo importantes contribuciones a la astronomía. Perfeccionó el telescopio multiplicándolo treinta veces el alcance ya conocido, lo que le permitió realizar descubrimientos que anularon muchas ideas erróneas. Descubrió cuatro satélites de Júpiter, la composición estelar de la vía láctea, las manchas solares y las faces de Venus. También apoyó las conclusiones astronómicas de Copérnico acerca de la posición de la Tierra como un elemento más del universo y no como el centro de esté. Por esta causa llevado ante la inquisición dos veces se le ordenó no publicar nada que apoyara al sistema copernicario y se le obligó a retractarse públicamente de sus ideas. Es por eso que sólo en los últimos años de su vida Galileo escribe su obra "Diálogos sobre dos nuevas ciencias", en donde detalla su estudio sobre el movimiento, que se publica después de su muerte en 1642.
¿Sabías qué...? Galileo Galilei queda ciego cinco años antes de morir pero continúa trabajando con su grupo de discípulos, entre los que destacan Viviani y Torricelli.
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Aportaciones de Galileo Galilei Física Galileo realizó notables aportaciones científicas en el campo de la física, y conjeturó que, en el vacío, todos los cuerpos caerían con igual velocidad. Para ello diseñó y midió los resultados de diversos experimentos, como deslizar esferas cuesta abajo por la superficie lisa de planos inclinados con distinto ángulo de inclinación; es en cambio improbable que uno de tales experimentos consistiese en dejar caer cuerpos de distinto peso desde la torre inclinada de Pisa, como se había creído durante mucho tiempo. La obra que le hizo merecedor del título de padre de la física moderna fue Discursos y demostraciones matemáticas en torno a dos nuevas ciencias (1638), escrita con la ayuda de su discípulo Torricelli, donde sistematizó los resultados de sus investigaciones sobre mecánica. Las dos primeras partes se dedican al estudio del equilibrio de fuerzas y de la resistencia de los materiales, y las dos últimas al movimiento de caída de los cuerpos y a la trayectoria de los proyectiles; tal división corresponde a las dos "nuevas ciencias" a que alude el título y que hoy son llamadas estática y dinámica. Esta obra sentó las bases físicas y matemáticas para el análisis del movimiento y se convirtió en el punto de arranque de la ciencia de la mecánica, que sería continuada por científicos posteriores y culminaría en los Principios matemáticos de la filosofía natural (1687) de Isaac Newton.
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Astronomía Sus aportaciones en el terreno de la astronomía y el estudio del universo no fueron menos importantes y quedaron recogidas en obras como El mensajero sideral (1610), Historia y demostraciones sobre las manchas solares y sus accidentes (1613) y el célebre Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo (1632), donde dejó patente a través de un debate entre los personajes la superioridad del sistema heliocéntrico de Copérnico frente al geocentrismo medieval. Pese a su título, esta última obra discurre también en torno a muchos otros temas científicos, y fue la causa del segundo proceso inquisitorial en el que, el ya anciano Galileo, fue condenado a reclusión perpetua. A partir de 1609, Galileo perfeccionó el catalejo, un instrumento óptico de reciente invención, hasta llegar a obtener un telescopio de sesenta aumentos. El instrumento, que hasta entonces sólo había sido utilizado con fines prácticos, como la navegación y la guerra, se transformó en sus manos en un poderoso medio para el estudio del cielo: Galileo exploró el firmamento y llegó a conclusiones que revolucionaron profundamente la manera de entender el orden del universo.
En contra de la creencia general, mostró que la superficie de la Luna no era cristalina, sino que estaba cubierta de cráteres y montañas, con lo que quedaba refutada la idea aristotélica de la absoluta perfección de los astros. La misma consecuencia tenía el descubrimiento de las manchas solares; su detenida observación le permitió además determinar el período de rotación del Sol y la dirección de su eje. Galileo descubrió, asimismo, los cuatro satélites mayores de Júpiter, cuya existencia evidenciaba que no todos los astros giraban alrededor de la Tierra, siendo posibles los subsistemas rotatorios; y estableció acertadamente a partir GALILEO GALILEI, UN GENIO EN LA TIERRA
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de su observación que la Vía Láctea, que había sido siempre fuente de desconcierto y especulaciones entre los astrónomos, no era más que un conjunto de innumerables estrellas. Sus observaciones desmintieron también la existencia de la octava esfera celeste en que, según el modelo de Tolomeo, se hallaban las estrellas: a través del telescopio podían verse estrellas invisibles a simple vista, lo que indicaba que estaban más alejadas; por otra parte, mientras los planetas se veían agrandados en el telescopio, la magnitud de las estrellas, a causa de su extraordinaria lejanía, no sufría una alteración apreciable. Ambos hechos le condujeron a la certera suposición de un universo muchísimo más extenso del concebido hasta entonces. fenómeno de las fases de Venus, que había discutido con su discípulo, el padre Benedetto Castelli, completaba sus descubrimientos astronómicos y le proporcionaba una importante prueba, aunque no decisiva, sobre el movimiento de Venus alrededor del Sol. La defensa del modelo heliocéntrico de Copérnico, contrario a la cosmología geocéntrica de Tolomeo vigente hasta entonces, le valdría la condena de las autoridades eclesiásticas; pero tal sentencia no podía arrebatarle el papel fundamental que había desempeñado en la edificación de la moderna visión del universo. Sus descubrimientos, en efecto, tendrían una decisiva trascendencia científica e incluso filosófica, ya que, al ponerse de manifiesto que el universo era más complejo y más extenso de lo que se había imaginado hasta entonces, las teorías cosmológicas vigentes desde la época de Aristóteles y sistematizas por Tolomeo se desmoronaron.
Metodología científica En tanto que introductor del método experimental en la investigación científica, debe considerarse a Galileo como el fundador de la ciencia moderna. Aunque no dedicó un tratado específico a su pensamiento metodológico, que debe buscarse en pasajes dispersos de sus obras, sus estudios e investigaciones siguieron una metodología precisa basada en la observación de los hechos, la realización de experimentos y la formulación de teorías explicatorias. Además de sus extraordinarios resultados como físico y astrónomo, la importancia de Galileo está precisamente en haber creado una mentalidad científica nueva, cuyas bases son aún las nuestras. En la historia de la cultura, por otra parte, Galileo se ha convertido en el símbolo de la libertad en la investigación frente al dogmatismo de los poderes establecidos.
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La Teoría de Galileo Galilei en la Astronomía El matemático, físico, filósofo y astrónomo italiano Galileo Galilei (1564-1642) sostenía que la Tierra giraba alrededor del Sol, lo que contradecía la creencia de que la Tierra era el centro del Universo. En 1609 se oyó decir que en los Países Bajos habían inventado un nuevo instrumento óptico, el telescopio. En diciembre de 1609 Galileo ya había construido su propio telescopio de veinte aumentos, con el que descubrió montañas y cráteres en la Luna. También observó que la Vía Láctea estaba compuesta por estrellas y descubrió los cuatro satélites mayores de Júpiter. En marzo de 1610 publicó estos descubrimientos en El mensajero de los astros. Su fama le valió el ser nombrado matemático de la corte de Florencia, donde quedó libre de sus responsabilidades académicas y pudo dedicarse a investigar y escribir. En diciembre de 1610 pudo observar las fases de Venus, que contradecían la astronomía de Tolomeo y confirmaban su aceptación de las teorías de Copérnico.
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Caída Libre La caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, el cual se origina por la resistencia del aire, todos los cuerpos, cualesquiera que fuese su tamaño, peso o composición, caerían con la misma aceleración si iniciarán su caída desde la misma altura.
¡Para Saber Más! La ley de caída libre de los cuerpos es una ley fundamental; es una ley simple, se comprende en una sola oración: "la caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado”.
Altura Su fórmula es:
h=5t^2
Se lee: altura es igual a cinco por tiempo al cuadrado.
Donde: t^2= (t)(t) t- tiempo. Se mide en segundos (s) h- altura. Se mide en metros (m)
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Despeje:
t= raíz* h/5
Se lee: tiempo es igual a raíz cuadrada de altura entre cinco.
Donde: t- tiempo. Se mide en segundos (s) h- altura. Se mide en metros (m)
Velocidad Su fórmula es:
Vf= Vi + g^t Donde: Vf- velocidad final. Se mide en metros sobre segundos (m/s) Vi- velocidad inicial. Se mide en metros sobre segundos (m/s) g- fuerza de gravedad. Equivale a 9.81 (m/s) t- tiempo. Se mide en segundos (s)
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Ejercicios Ejemplo:
Desde el borde de un pozo se deja caer una moneda que tarda 9 segundos en caer al piso. Calcula la altura de la que se dejó caer la moneda y su velocidad. Datos t= 9 seg. h= ? Vf= ?
Fórmula h=5t^2 Vf=Vi+g^t
Sustitución h=5(9)^2 Vf=0+9.81(9)
Operaciones Resultados 9x9=81 h=115.2 m 5x81=405 9x9.81=88.29 Vf=47.088 m/s
RESUELVE:
1. Un niño quiere calcular la altura de un edificio; para ello, deja caer una piedra desde la azotea. ¿Qué altura tiene el edificio, si la pelota tarda en caer 4.8 segundos, a qué velocidad llega al suelo? Datos
Fórmula
Sustitución
Operaciones
Resultados
2. Desde lo alto de una montaña un joven deja caer una roca. Si la montaña
tiene una altura de 32.5 metros, ¿cuánto tiempo tardará en caer la roca y a qué velocidad al piso? Datos
Fórmula
Sustitución
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Operaciones
Resultados
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FUENTES DE CONSULTA
Gran enciclopedia ECISA. Editorial Norma. (2001). Pags. 12, 13 y 14 Astronomía educativa. Recuperado de: http://www.astromia.com/ Biografías y vidas, la enciclopedia biográfica en línea. Recuperado de: http://www.biografiasyvidas.com/ Fisimat, un camino hacía la ingeniería. Recuperado de: http://www.fisimat.com.mx/
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