IDEAS ACERCA LA FUERZA Y EL MOVIMIENTO

Un moderno Aristóteles difícilmente explicaría la naturaleza incesante del movimiento celeste invocando una clase distinta de materia. Toda nuestra materia terrestre puede enviarse a las regiones celestes. El mundo del movimiento en la tierra,  y los incesantes movimientos de los planetas están ahora unidos. Los satélites artificiales nos ofrecen una excelente demostración deque es innecesario suponer diferencias entre la materia terrestre y la celeste. El movimiento de los cuerpos que caen, de los cuerpos celestes y de los cuerpos que se mueven por empuje de la superficie de la tierra se describen actualmente según una ley única y fundamental del movimiento. Los satélites artificiales fueron diseñados, construidos y puestos en órbita gracias a esta ley. Su comportamiento es uno de los hechos más evidentes de que la ley de Newton rige los tres tipos de movimientos descritos por Aristóteles.

MOVIMIENTO SINFUERZA

Durante dos mil años después de Aristóteles, la diferencia aparente entre los movimientos celestes y el movimiento en la tierra, paralizó el progreso de la dinámica. Fue en el siglo XVII cuando Galileo dio el primer gran paso en en busca de una explicación simple de ambos tipos de movimiento. El afirmaba que "...cualquier velocidad, una vez impartida a un cuerpo, se mantendrá constante, en cuanto no existan causas de aceleración o retardamiento, fenómeno que solo se observará aproximadamente en planos horizontales donde la fuerza de fricción se halla reducido a un mínimo". Esta afirmación lleva consigo el principio de la inercia de Galileo. Brevemente dice: Si no se ejerce ninguna fuerza sobre un cuerpo, este permanecerá en reposo o se mueve en línea recta con velocidad constante. 

¿Cómo llegó galileo a esta conclusión de que el movimiento constante no requiere ninguna fuerza, tan distinta de nuestra experiencia diaria? Fue estudiando los movimientos de diversos objetos sobre un plano inclinado; el observó que " en el caso de planos con pendiente descendente existe presente una causa de aceleración, mientras que en los planos con con pendiente ascendente hay una causa de retardamiento". De esta experiencia razonó que cuando las pendientes de los planos no son ascendentes ni descendentes no debe haber aceleración ni retardamiento, "...El movimiento a lo largo de un plano horizontal debe de ser permanente". Naturalmente Galileo sabía que tales movimientos horizontales no eran realmente permanentes, pero observó que cuando la fricción disminuía los cuerpos se movían durante mayor tiempo con velocidad constante. Con estos argumentos se convenció de que la fricción proporcionaba las fuerzas que detenían los cuerpos en movimiento horizontal y, por tanto en ausencia de toda fuerza, los cuerpos continuarían moviéndose eternamente. Es decir, Galileo estableció un resultado para una situación idealizada en la cual no actúan fuerzas.

En una segunda serie de experiencias, galileo demostró que si situaba dos de sus planos inclinados con sus pendientes invertidas, un objeto partiendo de la parte alta de uno de los planos caería por la pendiente y subiría por el otro hasta alcanzar casi su altura original. La fricción le impedía alcanzar justamente dicha altura, pero Galileo sabía que ese era el límite de su movimiento. Además, si la pendiente del plano ascendente disminuía, la distancia que el objeto tenía que recorrer para recuperar su altura original se incrementaba. Si finalmente la pendiente se reduce a cero, de modo que el segundo plano es una superficie horizontal, el objeto no alcanzará nunca su altura inicial y se moverá eternamente. Galileo concluía "...de aquí resulta que el movimiento a lo largo de un plano horizontal es perpetuo". 

Las experiencias de Galileo no son difíciles ni hay evidencia alguna de que fueron realizadas con una destreza excepcional. Algunas, como la extrapolación indicada para el caso de movimiento permanente, ni siquiera eran experiencias "reales", sino tan solo experiencias en la mente. Pero estaban basadas en hechos sólidos. Es precisamente esta combinación de hechos y pensamientos lo que caracteriza el trabajo de Galileo. Fue esta combinación la que le permitió escoger la idealización más útil a pesar de la gran variedad de movimientos observados. Su principio de la inercia abrió la brecha que permitió a Newton construir nuestro actual conocimiento de la dinámica.