Experimentul lui Galileo Galilei, pentru independența vitezei de cădere a corpurilor de masa lor

(Turnul înclinat din Pisa, unde a avut loc experimentul. )

Între 1589 și 1592, omul de știință italian Galileo Galilei (pe atunci profesor de matematică la Universitatea din Pisa) lăsat să cadă două sfere de mase diferite din turnul înclinat din Pisa, pentru a demonstra că timpul lor de cădere este independent de masa lor, conform unei biografii a elevului lui Galileo, Vincenzo Viviani, scrisă în 1654 și publicată în 1717.

Conform acestei relatări, Galileo a descoperit prin acest experiment că obiectele au căzut cu aceeași accelerație, ceea ce i-a confirmar predicția, și în același timp a infirmat teoria gravitației lui Aristotel (care afirmă că obiectele cad cu viteză proporțională cu masa lor). Majoritatea istoricilor consideră că a fost mai degrabă un experiment de gândire decât un test fizic.

Experimentul lui Galileo

Pe vremea când Viviani afirmă că experimentul a avut loc, Galileo nu formulase încă versiunea finală a legii sale de cădere liberă. Cu toate acestea, el formulase o versiune anterioară care prevedea că corpurile din același material care cad prin același mediu vor cădea cu aceeași viteză. Acest lucru era contrar a ceea ce învățase Aristotel: că obiectele grele cad mai repede decât cele mai ușoare și în proporție directă cu greutatea lor. Deși această poveste a fost reluată în relatările populare, nu există nicio relatare făcută de către Galileo însuși despre un astfel de experiment, și este acceptat de majoritatea istoricilor că a fost un experiment de gândire care nu a avut loc de fapt. O excepție este Stillman Drake, care susține că a avut loc, mai mult sau mai puțin așa cum l-a descris Viviani, ca o demonstrație pentru elevi.

Galileo și-a expus ideile despre caderea corpurilor și despre proiectile în general, în cartea sa Două științe noi. Cele două științe au fost știința mișcării, care a devenit piatra de temelie a fizicii, și știința materialelor și a construcției, o contribuție importantă la inginerie. Galileo a ajuns la ipoteza sa printr-un celebru experiment de gândire prezentat în cartea sa Despre mișcare. Acest experiment se desfășoară după cum urmează: Imaginați-vă că două obiecte, unul ușor și unul mai greu decât celălalt, conectate între ele printr-o sfoară. Aruncați acest sistem de obiecte din vârful unui turn. Dacă presupunem că obiectele mai grele cad într-adevăr mai repede decât cele mai ușoare (și invers, obiectele mai ușoare cad mai încet), sfoara se va întinde în curând, pe măsură ce obiectul mai ușor întârzie căderea obiectului mai greu. Dar sistemul considerat ca un întreg este mai greu decât obiectul greu și, prin urmare, ar trebui să cadă mai repede. Această contradicție duce la concluzia că presupunerea este falsă.