Aristoteles (Ἀριστοτέλης) 384-322 f.Kr. var en grekisk filosof och vetenskapsman som föddes i staden Stagira, i det klassiska Grekland.

I 17 års ålder anslöt han sig till Platons akademi i Aten och stannade där fram till trettiosju års ålder (ca 347 f.v.t.)

Hans skrifter täcker många ämnen – bland annat fysik, biologi, zoologi, logik, etik, poesi, teater, musik, lingvistik och politik. De utgör det första omfattande systemet för västerländsk filosofi.

• Excerpterat och anpassat från Aristoteles. (2016, 20 oktober). Wikipedia, The Free Encyclopedia.

Aristoteles fastställde 3 rörelselagar, baserade på observationer (men inte på experiment)

* Föremål i himlen (himmelsfären) rör sig i cirkelrörelse,utan att någon yttre kraft tvingar dem att göra det.föremål på jorden (den jordiska sfären) rör sig i raka linjer,om de inte tvingas att röra sig i en cirkelrörelse.

Hur är det med att trycka och dra?

Naturlig vs onaturlig rörelse

Vad skulle hända om en kanon avfyrade en kanonkula? Aristoteles antog att den skulle röra sig i en rak linje (på grund av den onaturliga kraften) och sedan falla rakt ner (på grund av en annan, naturlig kraft).)

För Aristoteles tar den naturliga rörelsen över när den “våldsamma rörelsen” (från människor) väl har slocknat, och då faller kanonkulan till sin naturliga plats, jorden.

Som Galielo visade på 1500-talet är Aristoteles uppfattning emellertid inte alls korrekt. Den som ser en bågskytt avfyra en pil i luften och noggrant observerar skulle se att detta inte sker.

Den vertikala rörelsen minskar långsamt, når noll (på toppen) och ökar sedan i motsatt (nedåtgående) riktning.

Himmelska krafter vs. jordiska krafter

Jordiska (jordiska) föremål trodde man att de hade en separat uppsättning av rörelselagar. Jordiska föremål antogs alltid sluta röra sig, av sig själva, på egen hand.

* Föremål rör sig naturligt bara i raka linjer.* För att föremål ska ha en cirkelrörelse krävs det en yttre kraft som håller dem dragna in i en cirkelformad bana

Aristoteles utförde heller aldrig experiment, så han var mycket begränsad i vad han kunde observera.Under medeltiden utförde Galileo (och andra) kontrollerade experiment.Resultaten av dessa experiment analyserades med hjälp av matematik.

Galileo lärde sig kritiskt tänkande av sin far, Vincenzo

a. När bollen rullar nedåt rör den sig med jordens gravitation och dess hastighet ökar.

c. När bollen rullar på ett plant plan rör den sig inte med eller mot gravitationen.

b. När vinkeln på den uppåtgående lutningen minskas rullar bollen en större sträcka innan den når sin utgångshöjd.

Galileos slutsats stöddes av ett annat resonemang.

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

Rullande bollar, cylindrar och rör nedför det lutande planet: Tröghetsmoment

Något speciellt: Brachistochronen – kurvan för den snabbaste nedstigningen. Och tautochronen – den kurva för vilken den tid det tar för ett föremål som glider utan friktion i jämn gravitation till sin lägsta punkt är oberoende av utgångspunkten.

Aristoteles rörelselagar.

Utdrag ur en föreläsning av professor Michael Fowler, U. Va. Physics, 9/3/2008

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

Vad Aristoteles uppnådde under dessa år i Aten var att påbörja en skola för organiserad vetenskaplig undersökning i en skala som vida översteg allt som hade funnits tidigare. Först definierade han tydligt vad vetenskaplig kunskap var och varför man skulle söka den. Med andra ord uppfann han på egen hand vetenskapen som det kollektiva, organiserade företag den är idag. Platons akademi hade motsvarigheten till ett universitets matematiska avdelning, Aristoteles hade den första vetenskapliga avdelningen, verkligt utmärkt inom biologi, men, som vi ska se, lite svag inom fysik.

Efter Aristoteles fanns det inget jämförbart professionellt vetenskapligt företag under mer än 2 000 år, och hans arbete var av sådan kvalitet att det accepterades av alla, och hade länge varit en del av den kristna kyrkans officiella ortodoxi 2 000 år senare. Detta var olyckligt, för när Galileo ifrågasatte några av påståendena om enkel fysik hamnade han snabbt i allvarliga problem med kyrkan.
Aristoteles undersökningsmetod:

definierar ämnet

överväger de svårigheter som är inblandade, genom att granska de allmänt accepterade åsikterna om ämnet och förslag från tidigare författare

presenterar sina egna argument och lösningar

Detta är det mönster som moderna forskningsrapporter följer, Aristoteles lade fast den professionella standardmetoden för vetenskaplig forskning.

Aristoteles tillbakavisade ofta ett motstående argument genom att visa att det ledde till en absurd slutsats, detta kallas reductio ad absurdum (att reducera något till det absurda). Som vi ska se senare använde Galilei exakt denna typ av argument mot Aristoteles själv, till stor irritation för aristotelikerna 2 000 år efter Aristoteles.

I motsats till Platon, som ansåg att den enda vetenskapen som var värd att bedriva var kontemplation av abstrakta former, praktiserade Aristoteles detaljerad observation och dissektion av växter och djur, för att försöka förstå hur var och en av dem passade in i naturens stora system och betydelsen av djurens olika organ.

Det är väsentligt att inse att den värld som Aristoteles såg runt omkring sig i det vardagliga livet verkligen var mycket annorlunda än den vi ser idag. Varje modernt barn har sedan födseln sett bilar och flygplan som rör sig, och upptäcker snart att dessa saker inte är levande, som människor och djur. Däremot var det mesta som rörde sig i det fjärde århundradets Grekland människor, djur och fåglar, som alla var mycket levande. Denna rörelse hade alla ett syfte, djuret rörde sig till en plats där det hellre ville vara, av någon anledning, så rörelsen styrdes av djurets vilja.

För Aristoteles uppfyllde denna rörelse därför djurets “natur”, på samma sätt som dess naturliga tillväxt uppfyllde djurets natur.

För att redogöra för rörelsen hos saker som uppenbarligen inte är levande, till exempel en sten som tappas från handen, utvidgade Aristoteles begreppet om någotets “natur” till att även omfatta livlös materia. Han föreslog att rörelsen hos sådana livlösa föremål kunde förstås genom att postulera att elementen tenderar att söka sin naturliga plats i tingens ordning:

Så jorden rör sig nedåt starkast,
vattnet flyter också nedåt, men inte så starkt, eftersom en sten kommer att falla genom vattnet.
Däremot rör sig luft uppåt (bubblor i vatten),
och eld går uppåt starkast av alla, eftersom den skjuter uppåt genom luften.

Denna allmänna teori om hur grundämnena rör sig måste naturligtvis utarbetas när den tillämpas på verkliga material, som är blandningar av grundämnen. Han skulle dra slutsatsen att trä innehåller både jord och luft, eftersom det inte sjunker i vatten.

Naturlig rörelse och våldsam rörelse

Ting rör sig också för att de knuffas. En stens naturliga tendens, om den lämnas ensam och utan stöd, är att falla, men vi kan lyfta den eller till och med kasta den genom luften.

Aristoteles kallade sådan påtvingad rörelse för “våldsam” rörelse i motsats till naturlig rörelse.

Uttrycket “våldsam” betyder bara att någon yttre kraft tillämpas på den.

Aristoteles var den förste som tänkte kvantitativt på de hastigheter som ingår i dessa rörelser. Han gjorde två kvantitativa påståenden om hur saker faller (naturlig rörelse):

Tyngre saker faller snabbare, hastigheten är proportionell mot vikten.

Fallhastigheten för ett givet föremål beror omvänt på densiteten hos det medium som det faller genom.

Så, till exempel, kommer samma kropp att falla dubbelt så snabbt genom ett medium med halverad densitet.

Bemärk att dessa regler har en viss elegans, en tilltalande kvantitativ enkelhet. Och om man släpper en sten och ett papper är det uppenbart att den tyngre saken faller snabbare, och en sten som faller genom vatten bromsas definitivt av vattnet, så reglerna verkar till en början rimliga.

Det förvånande är, med tanke på Aristoteles noggranna observationer av så många saker, att han inte kontrollerade dessa regler på något seriöst sätt.

Det skulle inte ha tagit lång tid att ta reda på om en halv tegelsten föll med halva hastigheten jämfört med en hel tegelsten, till exempel. Uppenbarligen var detta inte något som han ansåg vara viktigt.

Från det andra påståendet ovan drog han slutsatsen att ett vakuum inte kan existera, för om det gjorde det, eftersom det har en densitet på noll, skulle alla kroppar falla igenom det med oändlig hastighet, vilket helt klart är nonsens.

För våldsamma rörelser hävdade Aristoteles att hastigheten hos det rörliga objektet stod i direkt proportion till den applicerade kraften.

Detta innebär först och främst att om man slutar att trycka på så slutar objektet att röra sig.

Detta låter förvisso som en rimlig regel för att, låt oss säga,
skjuta en låda med böcker över en matta, eller en oxe som drar en plog genom ett fält.

(Denna intuitivt tilltalande bild tar dock inte hänsyn till
den stora friktionskraften mellan lådan och mattan.
Om du satte lådan på en släde och knuffade den över is,
skulle den inte stanna när du slutar att knuffa.
Tjugo år senare insåg Galileo vikten av friktion i dessa situationer.)

Lärandskapskrav

2016 Massachusetts Science and Technology/Engineering Curriculum Framework
HS-PS2-1. Analysera data för att stödja påståendet att Newtons andra rörelselag är en
matematisk modell som beskriver förändringen i rörelsen (accelerationen) hos objekt när
det påverkas av en nettokraft.

HS-PS2-10(MA). Använd frikroppskraftens diagram, algebraiska uttryck och Newtons rörelselagar för att förutsäga förändringar i hastighet och acceleration för ett föremål som rör sig i en dimension i olika situationer

Massachusetts History and Social Science Curriculum Framework

Rötterna till den västerländska civilisationen: Det antika Grekland, 800-300 f.Kr.
7.34 Beskriv syftet med och funktionerna i utvecklingen av grekiska institutioner som lyceum, gymnasium och biblioteket i Alexandria, och identifiera de antika grekernas viktigaste bedrifter.

WHI.33 Sammanfatta hur den vetenskapliga revolutionen och den vetenskapliga metoden ledde till nya teorier om universum och beskriv prestationerna hos ledande personer inom den vetenskapliga revolutionen, däribland Bacon, Copernicus, Descartes, Galileo, Kepler och
Newton.

En ram för vetenskapsundervisning för barn och ungdomar: metoder, övergripande begrepp och kärnidéer
PS2.A: KRAFT OCH RÖRELSE
Hur kan man förutsäga att ett föremål fortsätter att röra sig, att det förändras i sin rörelse eller att det är stabilt?

Interaktioner mellan ett objekt och ett annat objekt kan förklaras och förutsägas med hjälp av begreppet krafter, som kan orsaka en förändring av rörelsen hos ett eller båda de interagerande objekten… På makronivå styrs rörelsen hos ett objekt som är utsatt för krafter av Newtons andra rörelselag… Förståelse för krafterna mellan objekten är viktig för att beskriva hur deras rörelser förändras, liksom för att förutsäga stabilitet eller instabilitet i system i alla skalor.