La comprensione della gravità da parte di Leonardo Da Vinci era avanti di secoli rispetto al suo tempo
Nonostante gli strumenti limitati, Leonardo da Vinci ha dimostrato un’ingegnosa capacità di risolvere i problemi. Nel suo nuovo lavoro, il professore del Caltech Mory Gharib e i suoi colleghi hanno esaminato una combinazione di pensieri di Leonardo da Vinci e di esperimenti fisici sull’accelerazione degli oggetti in caduta.
Leonardo Da Vinci e gli esperimenti per dimostrare che la gravità è una forma di accelerazione
Leonardo da Vinci, vissuto tra il 1452 e il 1519,. era molto avanti nell’esplorazione del concetto di gravità. Solo nel 1604 Galileo Galilei avrebbe teorizzato. che la distanza percorsa da un oggetto in caduta è proporzionale al quadrato del tempo trascorso. e solo alla fine del XVII secolo Sir Isaac Newton avrebbe sviluppato la legge di gravitazione universale,. che descrive come gli oggetti sono attratti gli uni dagli altri. L’ostacolo principale di Da Vinci fu la limitazione degli strumenti a sua disposizione. Ad esempio, gli mancava un mezzo per misurare con precisione il tempo di caduta degli oggetti.
I suoi esperimenti sono stati individuati per la prima volta dal professor Gharib nel Codex Arundel,. una raccolta di documenti scritti da Da Vinci che riguardano la scienza,. l’arte e argomenti personali. All’inizio del 2017,. il professor Gharib stava esplorando le tecniche di visualizzazione del flusso di da Vinci per discuterne con gli studenti di un corso di laurea, quando ha notato una serie di schizzi che mostravano triangoli generati da particelle simili a sabbia che fuoriuscivano da un vaso nel Codex Arundel.
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“Ciò che mi colpì fu quando scrisse ‘Equatione di Moti’ sull’ipotenusa di uno dei triangoli disegnati, quello che era un triangolo rettangolo isoscele. Mi sono interessato a capire cosa Leonardo intendesse con quella frase”, ha dichiarato il professor Gharib.
Nelle sue carte, da Vinci descrisse un esperimento in cui una brocca d’acqua veniva spostata lungo un percorso rettilineo parallelo al terreno, scaricando acqua o un materiale granulare – probabilmente sabbia – lungo il percorso. Dai suoi appunti si evince chiaramente che l’acqua o la sabbia non cadono a velocità costante, ma accelerano; inoltre, il materiale smette di accelerare orizzontalmente, poiché non è più influenzato dalla brocca, e la sua accelerazione è puramente verso il basso a causa della gravità.
Se il lanciatore si muove a velocità costante, la linea creata dalla caduta del materiale è verticale, quindi non si forma alcun triangolo. Se il lanciatore accelera a velocità costante, la linea creata dall’insieme del materiale in caduta forma una linea retta ma inclinata, che quindi forma un triangolo. E, come sottolineato da Vinci in un diagramma chiave, se il movimento del lanciatore è accelerato alla stessa velocità con cui la gravità accelera il materiale che cade, si crea un triangolo equilatero – che è ciò che il professor Gharib aveva notato originariamente e che da Vinci aveva evidenziato con la nota “Equatione di Moti”, o “equalizzazione (equivalenza) dei moti”.
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Da Vinci cercò di descrivere matematicamente questa accelerazione. Qui, secondo gli autori dello studio, non è riuscito a centrare il bersaglio. Per esplorare il processo di Da Vinci, il professor Gharib e i coautori hanno utilizzato la modellazione al computer per eseguire l’esperimento del vaso d’acqua. In questo modo hanno scoperto l’errore di Leonardo.
“Abbiamo visto che Leonardo ha lottato con questo problema, ma l’ha modellato come se la distanza dell’oggetto in caduta fosse proporzionale a 2 alla potenza di t – con t che rappresenta il tempo – invece che proporzionale a t al quadrato”; ha aggiunto Chris Roh della Cornell University. “È sbagliato, ma in seguito abbiamo scoperto che ha usato questa sorta di equazione sbagliata nel modo corretto”.
Nei suoi appunti, da Vinci illustrava un oggetto che cadeva per un massimo di quattro intervalli di tempo – un periodo attraverso il quale i grafici di entrambi i tipi di equazioni si allineavano strettamente.
“Non sappiamo se da Vinci fece ulteriori esperimenti o approfondì la questione”. Conclude il professor Gharib. “Ma il fatto che abbia affrontato il problema in questo modo, all’inizio del 1500, dimostra quanto fosse avanti il suo pensiero”.
Il lavoro del team è stato pubblicato sulla rivista Leonardo.
