STUDIO FISICO E ANALISI EMPIRICA DELLA LEGGE DI CADUTA DEI GRAVI DI GALILEO GALILEI

[Premessa dell'insegnante]

[Esperimenti]

[Bibliografia]

[Link]

Strumenti e materiali adoperati

L'obiettivo di questo lavoro di ricerca è di confermare empiricamente che il moto di una pallina che scivola su un piano inclinato è un moto rettilineo uniformemente accelerato come aveva dimostrato nei primi decenni del 1600 Galileo Galilei.

La ricerca è stata suddivisa in più parti (ben 17) in ognuna delle quali abbiamo formulato una ipotesi di tipo congetturale sulla base di un modello matematico. Successivamente, abbiamo costruito delle tabelle di dati e disegnato dei grafici cartesiani nei quali abbiamo inserito le grandezze fisiche cinematiche distanza s, velocità v, accelerazione a e tempo t. In ogni fase del lavoro abbiamo cambiato alternativamente un parametro secondo il metodo della "separazione e del controllo delle variabili" lasciando invariati gli altri. 

L'attrezzatura e la strumentazione di laboratorio adoperata è stata varia e, spesso, diversa nella tecnologia. In una prima serie di esperimenti abbiamo adoperato materiali poveri di tipo "galileiano"; in un secondo momento abbiamo utilizzato guidovie a cuscino d'aria, cronometri elettronici e cellule fotoelettriche. 

In generale, negli esperimenti più semplici, il procedimento è consistito nel far scivolare in un tubo di plastica (suddiviso in cinque finestrelle realizzate a distanze uguali) una pallina e nel misurare gli intervalli di tempo impiegati dalla stessa pallina a coprire le distanze intercorrenti tra una finestrella e la successiva mediante l'utilizzo di un cronometro ad acqua (fleboclisi) prima e di cronometri più precisi dopo.

L'elaborazione dei dati sperimentali raccolti durante l'attività empirica di laboratorio ci ha permesso di controllare contemporaneamente e, spesso, positivamente la validità delle ipotesi formulate secondo la teoria galileiana del moto. Altro elemento importante del lavoro di elaborazione dati è stato il controllo dell'adeguatezza dei modelli matematici adoperati, che hanno ricevuto alla fine corroborazioni ripetute attraverso frequenti prove di conferma algebrica, grafica e statistica dei dati rilevati in laboratorio di fisica. In verità, in alcuni casi, il processo di controllo delle ipotesi non è risultato adeguato. In alcuni casi per ragioni attinenti alla precisione degli strumenti, in altri casi (pochi per fortuna) per errori dovuti alle difficoltà di effettuare le misure vere e proprie.