Planos de Galileo

Planos de Galileo
La inercia galileana y las órbitas circulares:
Gran parte de los descubrimientos de Galileo sobre el movimiento de los cuerpos
está basado en sus estudios con planos inclinados. Uno de estos descubrimientos se
ilustra en la figura 15. Se deja caer una pequeña esfera por un plano inclinado. La esfera
rueda aumentando su velocidad, pues se acerca cada vez más al centro de la Tierra,
hasta que llega a la base del plano. Entonces comienza a subir por un segundo plano y su
velocidad disminuye ahora, pues se aleja del centro de la Tierra, hasta que se detiene y
vuelve a caer. Lo que observó Galileo es que, la altura que alcanza en el segundo plano
es casi igual a la altura del punto de partida en el primer plano independientemente del
ángulo de inclinación de ambos planos. Galileo atribuye la pequeña diferencia de alturas
al rozamiento de la esfera con las superficies, y postula, apoyándose en profusos
razonamientos, que de no ser por los efectos del rozamiento las alturas serían
exactamente iguales. ¿Y si el ángulo de inclinación del segundo plano es igual a cero?.
En otras palabras, ¿y si el segundo plano es horizontal? En ese caso la esfera no podrá
recuperar nunca la altura inicial y seguirá moviéndose indefinidamente con movimiento
horizontal y uniforme hasta que algún obstáculo o el rozamiento del suelo la frene.
Efectivamente, Galileo comprobó que una bola que rueda por un plano inclinado continúa
moviéndose horizontalmente y a velocidad prácticamente constante cuando llega a la
base. De esta clase de observaciones surge el principio de inercia, que Newton
convertiría años mas tarde en su primera ley de la dinámica con este enunciado: Todo
cuerpo persiste en su estado de reposo, o de movimiento uniforme en una línea recta, a
menos que se vea obligado a cambiar dicho estado por las fuerzas que actúan sobre él.
Pero la inercia galileana es diferente de la que se enuncia en esta ley. Galileo pensaba
que, si no hubiese rozamiento, la esfera continuaría desplazándose con movimiento
circular uniforme en torno al centro de la Tierra, es decir, a velocidad constante, pero
manteniendo también constante su distancia al centro del astro al que pertenece.
Realmente tenía razón: Si la Tierra fuese una esfera perfecta y no presentase obstáculos
al movimiento de la bola, ésta continuaría desplazándose con movimiento circular
uniforme sobre la superficie del planeta obligada por la fuerza gravitatoria que la Tierra
ejerce sobre ella, de acuerdo con la primera ley de Newton, pero Galileo no pensaba en la
atracción gravitatoria. Galileo pensaba que el movimiento circular uniforme en torno al
centro que a cada cuerpo le correspondiese era un nuevo movimiento natural
independiente de la acción de otros cuerpos.
Animación interactiva
La inclinación del plano inclinado de la derecha puede regularse arrastrando el
punto rojo. Por lo demás el control es similar al de las otras animaciones: Se pone en
marcha al pulsar con el botón izquierdo del ratón. Una nueva pulsación la detiene y una
tercera la devuelve al estado inicial.