I primi concetti

Newton sosteneva che i movimenti dei corpi celesti e la caduta libera degli oggetti sulla Terra sono determinati dalla stessa forza. I filosofi greci classici, d’altra parte, non consideravano i corpi celesti influenzati dalla gravità, perché i corpi erano osservati per seguire perennemente ripetendo traiettorie inesistenti nel cielo. Pertanto, Aristotele riteneva che ogni corpo celeste seguisse un particolare movimento “naturale”, non influenzato da cause o agenti esterni., Aristotele credeva anche che i massicci oggetti terreni possedessero una naturale tendenza a spostarsi verso il centro della Terra. Quei concetti aristotelici prevalsero per secoli insieme ad altri due: che un corpo che si muove a velocità costante richiede una forza continua che agisce su di esso e che la forza deve essere applicata per contatto piuttosto che per interazione a distanza. Queste idee sono state generalmente tenute fino al 16 ° e l’inizio del 17 ° secolo, impedendo così la comprensione dei veri principi del movimento e precludendo lo sviluppo di idee sulla gravitazione universale., Questa impasse cominciò a cambiare con diversi contributi scientifici al problema del moto terrestre e celeste, che a sua volta pose le basi per la successiva teoria gravitazionale di Newton.

L’astronomo tedesco Johannes Keplero del xvii secolo accettò l’argomento di Niccolò Copernico (che risale ad Aristarco di Samo) secondo cui i pianeti orbitano attorno al Sole, non alla Terra., Utilizzando le misurazioni migliorate dei movimenti planetari fatte dall’astronomo danese Tycho Brahe durante il 16 ° secolo, Keplero descrisse le orbite planetarie con semplici relazioni geometriche e aritmetiche. Le tre leggi quantitative del moto planetario di Keplero sono:

1. I pianeti descrivono orbite ellittiche, di cui il Sole occupa un fuoco (un fuoco è uno dei due punti all’interno di un’ellisse; qualsiasi raggio proveniente da uno di essi rimbalza da un lato dell’ellisse e passa attraverso l’altro fuoco).,
2. La linea che unisce un pianeta al Sole spazza aree uguali in tempi uguali.
3. Il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole.

Durante questo stesso periodo l’astronomo e filosofo naturale italiano Galileo Galilei fece progressi nella comprensione del movimento “naturale” e del semplice movimento accelerato per gli oggetti terreni., Si rese conto che i corpi che non sono influenzati dalle forze continuano indefinitamente a muoversi e che la forza è necessaria per cambiare il movimento, non per mantenere un movimento costante. Studiando come gli oggetti cadono verso la Terra, Galileo scoprì che il moto è di accelerazione costante. Ha dimostrato che la distanza che un corpo che cade viaggia dal riposo in questo modo varia come il quadrato del tempo. Come notato sopra, l’accelerazione dovuta alla gravità sulla superficie della Terra è di circa 9,8 metri al secondo al secondo., Galileo fu anche il primo a dimostrare per esperimento che i corpi cadono con la stessa accelerazione qualunque sia la loro composizione (il debole principio di equivalenza).