Aristoteles (Ἀριστοτέλης) 384-322 f.Kr. var en græsk filosof og videnskabsmand født i byen Stagira i det klassiske Grækenland.

I en alder af 17 år blev han medlem af Platons akademi i Athen og forblev der indtil han var syvogtredive år (ca. 347 f.Kr.)

Hans skrifter dækker mange emner – herunder fysik, biologi, zoologi, logik, etik, poesi, teater, musik, sprogvidenskab og politik. De udgør det første omfattende system af vestlig filosofi.

• uddraget og tilpasset fra Aristoteles. (2016, 20. oktober). Wikipedia, The Free Encyclopedia.

Aristoteles opstillede 3 bevægelseslove, baseret på observationer (men ikke på eksperimenter)

* objekter på himlen (himmelsfæren) bevæger sig i cirkulær bevægelse,uden at nogen ydre kraft tvinger dem til det.objekter på Jorden (den jordiske sfære) bevæger sig i lige linjer,medmindre de tvinges til at bevæge sig i en cirkelbevægelse.

Hvad med skub og træk?

Naturlig vs. unaturlig bevægelse

Sådan hvad ville der ske, hvis en kanon affyrede en kanonkugle? Aristoteles antog, at den ville bevæge sig i en lige linje (på grund af den unaturlige kraft), og derefter ville falde lige nedad (på grund af en anden, naturlig kraft.)

For Aristoteles tager den naturlige bevægelse over, når først “den voldsomme bevægelse” (fra mennesker) er slukket, og så falder kanonkuglen ned til sit naturlige sted, nemlig jorden.

Men som Galielo viste i 1500-tallet, er Aristoteles’ opfattelse slet ikke korrekt. Enhver, der ser en bueskytte skyde en pil op i luften og nøje observerer, vil se, at dette ikke sker.

Den lodrette bevægelse aftager langsomt, når nul (på toppen) og stiger derefter i den modsatte (nedadgående) retning.

Himmelske kræfter vs. jordiske kræfter

Det blev antaget, at jordiske (jordiske) objekter havde et særskilt sæt af bevægelseslove. Jordiske objekter ville angiveligt altid stoppe med at bevæge sig, af sig selv, af sig selv.

* objekter bevæger sig naturligt kun i lige linjer.* for at objekter skal have en cirkulær bevægelse kræver det en ydre kraft,der holder dem trukket ind i en cirkulær bane

Også Aristoteles lavede aldrig eksperimenter, så han var meget begrænset i forhold til, hvad han kunne observere.I middelalderen foretog Galilei (og andre) kontrollerede eksperimenter.Resultaterne af disse eksperimenter blev analyseret med matematik.

Galileo lærte kritisk tænkning af sin far, Vincenzo

Vincenzo Galilei, far til Galileo.

a. Når bolden ruller nedad, bevæger den sig med jordens tyngdekraft, og dens hastighed øges.

c. Når bolden ruller på et plant plan, bevæger den sig ikke med eller imod tyngdekraften.

b. Når vinklen på den opadgående hældning mindskes,ruller bolden en større afstand, før den når sin udgangshøjde.

Galileos konklusion blev understøttet af et andet ræsonnement.

Inclined Plane – Galileo’s Battle for the Heavens PBS NOVA

Rolling balls, cylinders and tubes down inclined plane: Træghedsmoment

Særligt: Brachistochrone – kurve for hurtigste nedstigning. Og tautochronen – den kurve, for hvilken den tid, det tager en genstand, der glider uden friktion i ensartet tyngdekraft til sit laveste punkt, er uafhængig af udgangspunktet.

Aristoteles’ bevægelseslove.

Uddrag fra en forelæsning af professor Michael Fowler, U. Va. Physics, 9/3/2008

http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/lectures/aristot2.html

Det, som Aristoteles opnåede i disse år i Athen, var at starte en skole for organiseret videnskabelig forskning i en skala, der langt overgik alt, hvad der var gået forud. Han definerede først klart, hvad videnskabelig viden var, og hvorfor man skulle søge den. Med andre ord opfandt han egenhændigt videnskaben som den kollektive, organiserede virksomhed, den er i dag. Platons akademi havde det, der svarede til en matematisk universitetsafdeling, Aristoteles havde den første videnskabelige afdeling, virkelig fremragende inden for biologi, men, som vi skal se, lidt svag inden for fysik.

Efter Aristoteles var der ingen tilsvarende professionel videnskabelig virksomhed i over 2.000 år, og hans arbejde var af en sådan kvalitet, at det blev accepteret af alle, og havde længe været en del af den kristne kirkes officielle ortodoksi 2.000 år senere. Det var uheldigt, for da Galilei satte spørgsmålstegn ved nogle af påstandene om simpel fysik, kom han hurtigt i alvorlige problemer med kirken.
Aristoteles’ undersøgelsesmetode:

Definition af emnet

overvejelse af de vanskeligheder, der er involveret, ved at gennemgå de almindeligt accepterede synspunkter om emnet og forslag fra tidligere forfattere

præsentation af sine egne argumenter og løsninger

Dette er det mønster, som moderne forskningsartikler følger, Aristoteles fastlagde den professionelle standardtilgang til videnskabelig forskning.

Aristoteles tilbageviste ofte et modsat argument ved at vise, at det førte til en absurd konklusion, dette kaldes reductio ad absurdum (at reducere noget til absurditet). Som vi skal se senere, brugte Galilei netop denne slags argumenter mod Aristoteles selv, til stor irritation for aristotelikerne 2.000 år efter Aristoteles.

I modsætning til Platon, der mente, at den eneste videnskab, der var værd at beskæftige sig med, var betragtningen af abstrakte former, praktiserede Aristoteles detaljeret observation og dissektion af planter og dyr for at forsøge at forstå, hvordan de hver især passede ind i naturens store skema, og hvilken betydning de forskellige organer hos dyrene havde.

Det er vigtigt at indse, at den verden, som Aristoteles så omkring sig i hverdagen, var meget anderledes end den, vi ser i dag. Ethvert moderne barn har siden fødslen set biler og fly bevæge sig rundt og finder hurtigt ud af, at disse ting ikke er levende, ligesom mennesker og dyr. I modsætning hertil var det meste af den bevægelse, man så i det fjerde århundredes Grækenland, mennesker, dyr og fugle, som alle var meget levende. Denne bevægelse havde alle et formål, dyret bevægede sig af en eller anden grund til et sted, det hellere ville være, så bevægelsen var styret af dyrets vilje.

For Aristoteles opfyldte denne bevægelse derfor dyrets “natur”, ligesom dets naturlige vækst opfyldte dyrets natur.

For at redegøre for bevægelse af ting, der tydeligvis ikke er levende, som f.eks. en sten, der falder fra hånden, udvidede Aristoteles begrebet om noget “natur” til at omfatte livløst stof. Han foreslog, at bevægelsen af sådanne livløse genstande kunne forstås ved at postulere, at elementerne har en tendens til at søge deres naturlige plads i tingenes orden:

Så jorden bevæger sig stærkest nedad,
vand flyder også nedad, men ikke så stærkt, da en sten vil falde gennem vandet.
Derimod bevæger luft sig opad (bobler i vand),
og ild går stærkest af alle opad, da den skyder opad gennem luften.

Denne generelle teori om, hvordan grundstoffer bevæger sig, skal naturligvis uddybes, når den anvendes på virkelige materialer, som er blandinger af grundstoffer. Han ville konkludere, at træ har både jord og luft i sig, da det ikke synker i vand.

Naturlig bevægelse og voldsom bevægelse

Ting bevæger sig også, fordi de bliver skubbet. En sten har en naturlig tendens til at falde, hvis den er alene og ustøttet, men vi kan løfte den eller endda kaste den gennem luften.

Aristoteles kaldte en sådan tvunget bevægelse for “voldsom” bevægelse i modsætning til naturlig bevægelse.

Udtrykket “voldsom” betyder blot, at der påføres en ydre kraft på den.

Aristoteles var den første til at tænke kvantitativt over de hastigheder, der er involveret i disse bevægelser. Han fremsatte to kvantitative påstande om, hvordan ting falder (naturlig bevægelse):

De tungere ting falder hurtigere, idet hastigheden er proportional med vægten.

Faldhastigheden for en given genstand afhænger omvendt af tætheden af det medium, den falder igennem.

Sådan vil det samme legeme f.eks. falde dobbelt så hurtigt gennem et medium med halvt så høj tæthed.

Bemærk, at disse regler har en vis elegance, en tiltalende kvantitativ enkelhed. Og hvis man taber en sten og et stykke papir, er det klart, at den tungere ting falder hurtigere, og en sten, der falder gennem vand, bliver helt sikkert bremset af vandet, så reglerne virker umiddelbart plausible.

Det overraskende er, at i betragtning af Aristoteles’ omhyggelige observationer af så mange ting, har han ikke undersøgt disse regler på nogen seriøs måde.

Det ville ikke have taget lang tid at finde ud af, om en halv mursten f.eks. faldt med halv hastighed i forhold til en hel mursten. Det var tydeligvis ikke noget, han anså for vigtigt.

Fra den anden påstand ovenfor konkluderede han, at et vakuum ikke kan eksistere, for hvis det gjorde, da det har en tæthed på nul, ville alle legemer falde igennem det med uendelig hastighed, hvilket tydeligvis er noget vrøvl.

For voldsom bevægelse fastslog Aristoteles, at den bevægelige genstandes hastighed stod i direkte forhold til den påførte kraft.

Det betyder for det første, at hvis man holder op med at skubbe, holder genstanden op med at bevæge sig.

Dette lyder bestemt som en fornuftig regel for eksempelvis at
skubbe en kasse med bøger hen over et tæppe eller en okse, der trækker en plov gennem en mark.

(Dette intuitivt tiltalende billede tager dog ikke højde for
den store friktionskraft mellem kassen og tæppet.
Hvis du satte kassen på en slæde og skubbede den over is,
ville den ikke stoppe, når du stopper med at skubbe.
I århundreder senere indså Galilei betydningen af friktion i disse situationer.)

Læringsstandarder

2016 Massachusetts Science and Technology/Engineering Curriculum Framework
HS-PS2-1. Analysere data til støtte for påstanden om, at Newtons anden bevægelseslov er en
matematisk model, der beskriver ændring i bevægelse (acceleration) af objekter, når de
påvirkes af en nettokraft.

HS-PS2-10(MA). Bruge fri-krops kraftdiagrammer, algebraiske udtryk og Newtons bevægelseslove til at forudsige ændringer i hastighed og acceleration for en genstand, der bevæger sig i én dimension i forskellige situationer

Massachusetts History and Social Science Curriculum Framework

Rødderne af den vestlige civilisation: Det antikke Grækenland, 800-300 fvt.
7.34 Beskriv formålet med og funktionerne i udviklingen af græske institutioner som lyceum, gymnasium og Alexandria-biblioteket og identificer de vigtigste resultater, som de gamle grækere opnåede.

WHI.33 Sammenfatte, hvordan den videnskabelige revolution og den videnskabelige metode førte til nye teorier om universet, og beskrive de resultater, der blev opnået af de førende personer under den videnskabelige revolution, herunder Bacon, Kopernikus, Descartes, Galilei, Kepler og
Newton.

EN RAMME FOR K-12 SCIENCE EDUCATION: Praksis, tværgående begreber og kerneidéer
PS2.A: KRAFT OG BEVÆGELSE
Hvordan kan man forudsige et objekts fortsatte bevægelse, ændringer i bevægelsen eller stabilitet?

Interaktioner mellem et objekt og et andet objekt kan forklares og forudsiges ved hjælp af begrebet kræfter, som kan forårsage en ændring i bevægelsen hos et eller begge de interagerende objekter… På makroskalaen er bevægelsen af et objekt, der er udsat for kræfter, styret af Newtons anden bevægelseslov… En forståelse af kræfterne mellem objekter er vigtig for at beskrive, hvordan deres bevægelser ændrer sig, samt for at forudsige stabilitet eller ustabilitet i systemer på enhver skala.