Mechanikai kísérletei

Galilei a mozgások kinematikájával foglalkozott, a jelenségek matematikai leírására törekedett, nem vizsgálta a mozgásokat kiváltó okokat. A tudományos vizsgálatokra módszert adott. Hangsúlyozta a pontos fogalomalkotás fontosságát, a tudománytörténetben először fogalmazta meg a modellalkotás és az elhanyagolások jelentőségét. A Discorsi című művében megfogalmazott konkrét eredményei kiindulópontot jelentettek a XVII. század mechanikai vizsgálataihoz.

Az alábbi videóbejátszás röviden összefoglalja Galilei mechanikai munkásságát.

Galilei kutatásai és maradandó megállapításai

A következőkben részletesebben is megnézzük, mely jelenségek vizsgálatával foglalkozott Galilei, és milyen ma is érvényes megállapításokat tett. 

Ismerkedjen meg a következő jelenségekkel, valamint az ezekhez kapcsolódó kísérletekkel és következtetésekkel!

1580-ban Galilei beiratkozott a pisai egyetemre, ahol orvostudományt és filozófiát kezdett tanulni. Vincenzo Viviani szerint, aki fiatal barátja, később életrajzírója volt, Galilei 1583-ban a Pisai Katedrálisban valóban tanulmányozta a lámpák lengését. Elévülhetetlen érdeme az a megállapítás, hogy a lengésidő elsősorban a fonál hosszától, és nem a kitérés nagyságától függ, ami a későbbi ingaórák elméleti alapját is megteremtette.

Galilei 1585-ben a pisai egyetemet félbehagyva visszatért Firenzébe. Ezekből az évekből származik az a kis mérleg, amit Archimédesz munkáinak tanulmányozása közben készített.

Hozzá kiadott egy használati útmutatót is a La Bilancetta (A mérlegecske) címen. 1589 és 1592 között matematikát tanított a Pisai Egyetemen. A matematika és a mozgás problémái foglalkoztatták ezekben az években. Ekkor írta meg a De motu (A mozgásról) című művét.

1592 - 1610 között a Padovai Egyetemen kapott állást, amely akkoriban Európa leghíresebb egyeteme volt. Geometriát, mechanikát és csillagászatot tanított, valamint mechanikai kísérleteket és tanulmányokat folytatott. Itt építette termoszkópját, iránytűket konstruált, és kézikönyvet is írt a használatukról.

1594-ben szabadalmaztatta vízemelő gépét. Az egyetemen a mechanika problémáiról is tartott előadást. Elveit összefoglalta a Le mecaniche (Mechanika) című írásában, amelyet 1593 és 1602 között több változatban is megírt. Hivatalosan azonban, csak 1649-ben adták ki, halála után. 

Az egyetemen sok előkelő diák is tanult, akik a hadi tudományokkal is szívesen ismerkedtek. Galilei részletes kurzust állított össze nekik, ami pontos szerkesztéseket és méréseket is tartalmaz.

Két korábban már használt műszer egyesítésével Galilei maga is elkészített egy szögmérőt. Használatát nála kellett elsajátítani, magántanítványként. 1606-ban megjelent Compasso geometrico e militare (Geometriai és katonai körzők) című műve. 

A szögmérővel magunk is végezhetünk méréseket. Ehhez használhatjuk Galilei eredeti leírásait is, de néhány ötletet találunk a következőkben is: 

1612-ben megírta Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua (Értekezés a vízben úszó testekről) című művét.

Galilei régi gondolata, hogy az egymáshoz képest egyenletesen mozgó megfigyelők számára a természet törvényei azonosak. Azt állította, hogy semmilyen mechanikai kísérlettel nem lehet különbséget tenni a két rendszer között. Arisztotelész világképén túllépve azt állította, hogy csak a valamihez viszonyított mozgásoknak van jelentésük, nem létezik egy kitüntetett vonatkoztatási rendszer, amelyhez minden mást mérnünk kell. Megfogalmazta a Galilei-féle relativitási elvnek nevezett megállapítást.

1638-ban a háziőrizet ideje alatt írta egyik legkiválóbb, a majdani newtoni rendszer alapjait jelentő Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Matematikai érvelések és bizonyítások két új tudományág, a mechanika és a mozgások köréből: a függelékben néhány merevtest súlypontjának vizsgálatával) c. művét.

A tudomány szempontjából talán ez a legfontosabb munkája. Ugyanaz a három személy beszélget benne, mint a Dialogóban. A harmadik és negyedik napi beszélgetés az, ami a szabadesésről, a hajítás parabolapályájáról és a lejtőkísérletekről szól.