Aristóteles (Ἀριστοτέλης) 384-322 a.C. foi um filósofo e cientista grego nascido na cidade de Stagira, na Grécia clássica.

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Aos 17 anos de idade, ele entrou na Academia de Platão em Atenas e lá permaneceu até a idade de trinta e sete anos (c. 347 a.C.)

Os seus escritos cobrem muitos assuntos – incluindo física, biologia, zoologia, lógica, ética, poesia, teatro, música, lingüística e política. Eles constituem o primeiro sistema abrangente da filosofia ocidental.

• exceto e adaptado de Aristóteles. (2016, 20 de outubro). Wikipedia, The Free Encyclopedia.

Aristóteles estabeleceu 3 leis de movimento, baseadas em observações (mas não em experiências)

* objetos no céu (a esfera celestial) movem-se em movimento circular, sem qualquer força externa que os obrigue a fazê-lo.objectos na Terra (a esfera terrestre) movem-se em linhas rectas,a menos que sejam forçados a mover-se em movimento circular.

E empurrar e puxar?

Moção Natural vs Movimento Não Natural

Então o que aconteceria se um canhão disparasse uma bala de canhão? Aristóteles supunha que ele se moveria em linha reta (devido à força não natural), e depois cairia em linha reta (devido a uma força diferente, natural).)

Para Aristóteles, uma vez que o “movimento violento” (das pessoas) se extinguiu, o movimento natural toma conta, e então a bola de canhão cai no seu lugar natural, a terra.

No entanto, como Galielo mostrou nos anos 1500, a visão de Aristóteles não é nada correta. Qualquer um que observa um arqueiro disparar uma flecha no ar, e observa cuidadosamente, verá que isso não acontece.

O movimento vertical diminui lentamente, chega a zero (no pico), e depois aumenta na direção oposta (para baixo).

Forças cavernas vs forças terrestres

Objetos terrestres (terrestres) acredita-se que tenham um conjunto separado de leis de movimento. Objetos terrestres supostamente parariam sempre de se mover, por si mesmos, por conta própria.

* Objetos naturalmente viajam apenas em linhas retas.* Para que os objetos tenham um movimento circular é necessária alguma força externa, mantendo-os puxados para um caminho circular

Ainda isso, Aristóteles nunca fez experimentos, então ele era muito limitado no que podia observar.Na era medieval, Galileu (e outros) fizeram experimentos controlados. Os resultados destes experimentos foram analisados com matemática.

Galileo aprendeu habilidades de pensamento crítico com seu pai, Vincenzo

a. Quando a bola rola para baixo, ela se move com a gravidade da Terra, e sua velocidade aumenta.

c. Quando a bola rola no plano horizontal, ela não se move com ou contra a gravidade.

b. Como o ângulo da inclinação para cima é reduzido, a bola rola uma distância maior antes de atingir sua altura inicial.

A conclusão de Galileo foi apoiada por outra linha de raciocínio.

Plano inclinado – Batalha de Galileu pelos Céus PBS NOVA

Rolando bolas, cilindros e tubos em plano inclinado para baixo: Momento de Inércia

Algo especial: A brachistochrone – curva de descida mais rápida. E o tautocronismo – a curva durante a qual o tempo que um objeto desliza sem atrito em gravidade uniforme até seu ponto mais baixo é independente do seu ponto de partida.

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As leis do movimento de Aristóteles.

Excerto de uma palestra do Professor Michael Fowler, U. Va. Physics, 9/3/2008

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

O que Aristóteles conseguiu naqueles anos em Atenas foi iniciar uma escola de investigação científica organizada em uma escala muito superior a qualquer coisa que já tinha ido antes. Ele primeiro definiu claramente o que era conhecimento científico, e porque deveria ser procurado. Em outras palavras, ele inventou sozinho a ciência como o empreendimento coletivo e organizado que ela é hoje. A Academia de Platão tinha o equivalente a um departamento de matemática universitário, Aristóteles teve o primeiro departamento de ciências, verdadeiramente excelente em biologia, mas, como veremos, um pouco fraco em física.

Depois de Aristóteles, não havia nenhuma empresa de ciências profissionais comparável há mais de 2.000 anos, e seu trabalho era de tal qualidade que foi aceito por todos, e há muito tempo fazia parte da ortodoxia oficial da Igreja Cristã 2.000 anos mais tarde. Isso foi lamentável, porque quando Galileu questionou algumas das afirmações sobre a física simples, ele rapidamente se viu em sérios problemas com a Igreja.
Método de investigação de Aristóteles:

definindo o assunto

considerando as dificuldades envolvidas, revendo os pontos de vista geralmente aceites sobre o assunto, e as sugestões de escritores anteriores

apresentando os seus próprios argumentos e soluções

Este é o padrão que os artigos de investigação moderna seguem, Aristóteles estava a estabelecer a abordagem profissional padrão para a investigação científica.

Aristóteles muitas vezes refutou um argumento oposto, mostrando que ele levou a uma conclusão absurda, isto é chamado de reductio ad absurdum (reduzindo algo ao absurdo). Como veremos mais adiante, Galileu usou exatamente este tipo de argumento contra o próprio Aristóteles, para o grande aborrecimento dos aristotélicos 2.000 anos depois de Aristóteles.

Em contraste com Platão, que sentia a única ciência que valia a pena ser a contemplação de formas abstratas, Aristóteles praticou a observação e dissecação detalhada de plantas e animais, para tentar entender como cada um se encaixava no grande esquema da natureza, e a importância dos diferentes órgãos dos animais.

É essencial perceber que o mundo que Aristóteles via ao seu redor na vida cotidiana era de fato muito diferente daquele que vemos hoje. Toda criança moderna, desde o nascimento, viu carros e aviões se movendo, e logo descobre que essas coisas não estão vivas, como pessoas e animais. Em contraste, a maior parte do movimento visto na Grécia do século IV eram pessoas, animais e pássaros, todos muito vivos. Este movimento tinha todos um propósito, o animal estava se movendo para algum lugar que preferia estar, por alguma razão, então o movimento foi dirigido pela vontade do animal.

Para Aristóteles, este movimento estava portanto cumprindo a “natureza” do animal, assim como seu crescimento natural cumpriu a natureza do animal.

Para explicar o movimento das coisas obviamente não vivas, como uma pedra caída da mão, Aristóteles estendeu o conceito da “natureza” de algo à matéria inanimada. Ele sugeriu que o movimento de tais objetos inanimados poderia ser compreendido postulando que os elementos tendem a buscar seu lugar natural na ordem das coisas:

Então a terra se move mais fortemente para baixo,
a água também flui para baixo, mas não tão fortemente, uma vez que uma pedra cairá através da água.
Em contraste, o ar move-se para cima (bolhas na água),
e o fogo sobe com mais força, uma vez que dispara para cima através do ar.

Esta teoria geral de como os elementos se movem tem de ser elaborada, claro, quando aplicada a materiais reais, que são misturas de elementos. Ele concluiria que a madeira tem terra e ar nela, pois não afunda na água.

Moção Natural e Movimento Violento

As coisas também se movem porque são empurradas. A tendência natural de uma pedra, se deixada sozinha e sem suporte, é para cair, mas podemos levantá-la, ou mesmo atirá-la pelo ar.

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Aristóteles chamou esse movimento forçado de movimento “violento” em oposição ao movimento natural.

O termo “violento” apenas significa que alguma força externa é aplicada a ela.

Aristóteles foi o primeiro a pensar quantitativamente sobre as velocidades envolvidas nesses movimentos. Ele fez duas afirmações quantitativas sobre como as coisas caem (movimento natural):

Coisas mais pesadas caem mais rápido, sendo a velocidade proporcional ao peso.

A velocidade de queda de um determinado objeto depende inversamente da densidade do meio pelo qual ele está caindo.

Então, por exemplo, o mesmo corpo cairá duas vezes mais rápido através de um meio com metade da densidade.

Notem que estas regras têm uma certa elegância, uma simplicidade quantitativa apelativa. E, se você deixar cair uma pedra e um pedaço de papel, é claro que a coisa mais pesada cai mais rápido, e uma pedra caindo através da água é definitivamente retardada pela água, então as regras a princípio parecem plausíveis.

O surpreendente é que, tendo em conta as observações meticulosas de Aristóteles sobre tantas coisas, ele não verificou estas regras de forma séria.

Não teria demorado muito a descobrir se metade de um tijolo caiu à metade da velocidade de um tijolo inteiro, por exemplo. Obviamente, isto não foi algo que ele considerou importante.

Da segunda afirmação acima, ele concluiu que um vácuo não pode existir, pois se existisse, já que tem densidade zero, todos os corpos cairiam através dele à velocidade infinita, o que é claramente um absurdo.

Para movimento violento, Aristóteles afirmou que a velocidade do objeto em movimento estava na proporção direta da força aplicada.

Isto significa primeiro que se você parar de empurrar, o objeto pára de se mover.

Esta certamente soa como uma regra razoável para, digamos,
empurrar uma caixa de livros através de um tapete, ou um boi arrastando um arado através de um campo.

(Esta imagem intuitivamente apelativa, no entanto, não leva em conta
a grande força friccional entre a caixa e o tapete.
Se você colocasse a caixa em um trenó e empurrasse-a através do gelo,
Não pararia quando você parasse de empurrar.
Séculos depois, Galileu percebeu a importância do atrito nestas situações.

Padrões de aprendizagem

2016 Estrutura Curricular de Massachusetts de Ciência e Tecnologia/Engenharia
HS-PS2-1. Analisar dados para apoiar a alegação de que a segunda lei do movimento de Newton é um modelo matemático que descreve a mudança em movimento (a aceleração) de objetos quando
acionado por uma força líquida.

HS-PS2-10(MA). Usar diagramas de força de corpo livre, expressões algébricas e leis de Newton de movimento para prever mudanças na velocidade e aceleração de um objeto em movimento em uma dimensão em várias situações

Massachusetts History and Social Science Curriculum Framework

As raízes da civilização ocidental: Grécia Antiga, C. 800-300 a.C.
7.34 Descrever os propósitos e funções do desenvolvimento de instituições gregas como o liceu, o ginásio e a Biblioteca de Alexandria, e identificar as principais realizações dos antigos gregos.

WHI.33 Resumir como a Revolução Científica e o método científico levaram a novas teorias sobre o universo e descrever as realizações das principais figuras da Revolução Científica, incluindo Bacon, Copérnico, Descartes, Galileu, Kepler, e
Newton.

Um QUADRO PARA A EDUCAÇÃO DA CIÊNCIA K-12: Práticas, Conceitos Transversais, e Ideias Fundamentais
PS2.A: FORÇAS E MOÇÃO
Como se pode prever o movimento contínuo de um objeto, mudanças em movimento, ou estabilidade?

Interações de um objeto com outro objeto podem ser explicadas e previstas usando o conceito de forças, o que pode causar uma mudança no movimento de um ou de ambos os objetos que interagem… Na macroscala, o movimento de um objeto sujeito a forças é governado pela segunda lei de Newton… Uma compreensão das forças entre objetos é importante para descrever como seus movimentos mudam, assim como para prever a estabilidade ou instabilidade nos sistemas em qualquer escala.