Il Seicento

1. Il Seicento Prof. Edoardo Rovida

2. Il Seicento • Sviluppo della scienza(dai principi meccanici e dagli strumenti matematici, grandi risultati) • realizzazioni • Accademie • Stampa scientifica • Mecenatismo scientifico

3. Sviluppo della scienza • Evoluzione delle idee rinascimentali • conquiste scientifiche in campo meccanico

4. Evoluzione di idee rinascimentali • Porteranno ai grandi sviluppi settecenteschi, base della scienza moderna: acquisizioni meccaniche e strumenti matematici

5. Conquiste scientifiche • Connessione tra aspetti empirici dell’ingegneria e ricerche scientifiche sistematiche • Transizione tra completo empirismo e tecniche ingegneristiche basate sul calcolo e sulle scienze applicate • Leonardo: passo avanti decisivo nell’analisi rigorosa dei problemi della dinamica; le sue idee sono sviluppate da Galileo, Huygens, Newton

6. Collegamento fra ricerche scientifiche e sviluppi pratici • Alcune speculazioni teoriche portano a sviluppi nelle realizzazioni, i quali producono ulteriori sviluppi teorici(circolo virtuoso) (accentuazione di un fenomeno già apparso nel secolo precedente) • Studio del vuoto • Pendolo

7. Collegamento fra ricerche scientifiche e sviluppi pratici: studio del vuoto • Per opera di Torricelli, Galileo, Pascal • Diffusione della pompa aspirante • I risultati portano allo studio della macchina a vapore

8. Collegamento fra ricerche scientifiche e sviluppi pratici: pendolo • Sviluppo della precisione della misura del tempo • Impulso al miglioramento delle parti meccaniche degli orologi: taglio degli ingranaggi, meccanismi di scappamento

9. Conquiste meccaniche • Meccanica celeste ( Keplero) • Astronomia(Keplero, Galileo) • Dinamica (Galileo, Cartesio, Wallis, Huygens, Newton) • Metodo scientifico(Cartesio) • Geometria analitica (Cartesio) • Dinamica dei fluidi (Torricelli, Stevino, Pascal, Guericke, Boyle) • Teoria dell’elasticità dei corpi(Galileo, Hooke, Bernoulli, Eulero) • Statica (Varignon) • Analisi infinitesimale (Newton, Leibnitz) • Logaritmi(Nepero) • Utilizzo degli strumenti • Disputa antichi-moderni

10. Leggi di Keplero(1571-1630) • 1. Le orbite dei pianeti sono ellissi, di cui il Sole occupa uno dei fuochi(1609) • 2. Le aree descritte dai raggi vettori(uniscono il Sole ad un pianeta) sono proporzionali ai tempi impiegati a percorrerle(1609) • 3. I quadrati dei tempi di rivoluzione dei pianeti sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle loro orbite(1618)

11. Galileo(1564-1642) • Studi astronomici • Metodo scientifico-sperimentale • Ricerche meccaniche

12. Galileo: studi astronomici • Costruisce un telescopio(1609) che utilizza per le osservazioni • Scopre: • -primi quattro satelliti di Giove • -fasi di Venere • -macchie solari • Sostiene il sistema copernicano(per questo, condannato dal Sant’Uffizio)

13. Metodo scientifico-sperimentale • Non studia direttamente la natura • La “ricrea” in laboratorio, riproducendone un “modello” osservabile • Esperimento = “domanda” posta alla natura • Esempio: piano inclinato per studiare la caduta dei gravi

14. Galileo: ricerche meccaniche • Caduta dei gravi • Concetto di accelerazione • Concetto di inerzia • Concetto che l’accelerazione dipende dalle circostanze che determinano il moto • Teoria del pendolo, poi applicata all’orologio da Huygens

15. Galileo: caduta dei gravi • Prima: i corpi cadono tanto più velocemente quanto più sono pesanti (è vero nel vuoto, ma allora il concetto di “vuoto” non era ancora chiarito e neppure concepito: lo sarà dai discepoli di Galileo, Torricelli e Viviani) • Galileo: dimostra che l’accelerazione di gravità è uguale per tutti i corpi: la differente velocità di caduta dipende dalla resistenza dell’aria • Oggi: gli astronauti verificano che sulla Luna(assenza di atmosfera) un sasso ed una piuma toccano terra contemporaneamente, partendo dalla stessa altezza

16. Cartesio(René Descartes)(1596-1650) (fondatore del razionalismo) • Metodo scientifico • Geometria analitica • Dinamica

17. Metodo scientifico • Accettare solo ciò di cui si è veramente certi (regola dell’evidenza) • sezionare i problemi complessi in problemi semplici(regola dell’analisi) • affrontare i problemi semplici e poi, per sintesi, quelli complessi(regola della sintesi) • scrivere e documentare tutto(può essere considerato il “padre” della documentazione tecnica)(regola dell’enumerazione)

18. Dinamica • Legge di inerzia • teorema della conservazione della quantità di moto in un sistema isolato • concetto di lavoro • concetto di principio dei lavori virtuali

19. Meccanica dei fluidi • Idrostatica • Aeriformi

20. Idrostatica • Torricelli (1608-1647) barometro/misura della pressione atmosferica/dà il nome all’unità di pressione(torr) • Stevino(1548-1620) principio omonimo • Pascal(1623-1662) dà il suo nome alla moderna unità di pressione / principio omonimo: in un fluido incomprimibile in equilibrio, le pressioni si trasmettono in tutte le direzioni

21. Torricelli: pressione atmosferica • Scopre che l’aria ha un peso • Secondo Aristotele l’aria nell’atmosfera è nel suo luogo “naturale”, quindi non avrebbe dovuto andare né in alto, né in basso e, quindi, non premere

22. Evangelista Torricelli(1608-1647) • Pressione atmosferica pari a 760 mm di colonna di Hg e a 9.81 m di colonna di H2O

23. Aeriformi • Guericke (1602-1686): esperienze sul vuoto – emisferi di Magdeburgo (dimostra l’esistenza della pressione atmosferica) • Boyle(1627-1691) : legge di B. e Mariotte”a temperatura costante, il volume di una data quantità di gas è inversamente proporzionale alla pressione”(1662)

24. Teoria dell’elasticità dei corpi • Leonardo, Galileo primi tentativi • Hooke(1635-1703) ut tensio, sic vis(proporzionalità sforzi-deformazioni) • Bernoulli, Eulero primi risultati sulla flessione

25. Dinamica • Cartesio (1596-1650) • Wallis(1618-1703) • Huygens(1629-1695) • Newton(1642-1727)

26. Wallis(1616-1703) • Sviluppo dell’opera di Cartesio • in particolare, completa le basi del principio dei lavori virtuali • Precursore dell’analisi infinitesimale

27. Huygens(1629-1695) • Pendolo composto • Urto elastico • Momento di inerzia • Forza centrifuga • Intuizione della conservazione dell’energia • Realizza e brevetta l’orologio a pendolo(1675) • Tenta di realizzare un motore a scoppio utilizzando la polvere da sparo(1675)

28. Newton • Concetto di massa • generalizzazione del concetto di forza • leggi fondamentali della dinamica • inerzia • F=ma • azione e reazione • legge di gravitazione universale • teorema della quantità di moto

29. Newton legge di inerzia • Ogni corpo persevera nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, eccetto che sia costretto a mutare quello stato da forze impresse

30. Newton2° legge • La variazione di moto di un corpo è direttamente proporzionale alla forza impressa ed avviene lungo la linea retta seconda la quale la forza è impressa

31. Newtonlegge dell’azione e della reazione • Le mutue azioni che due corpi esercitano l’uno sull’altro sono sempre uguali ed hanno la stessa direzione ma versi opposti

32. Newton

33. Newton: il libro

34. Statica • Varignon(1654-1722) porta la statica al livello attuale

35. Analisi infinitesimale • Newton • Leibnitz

36. Logaritmi • Nepero(o Napier)(1550-1617) (matematico scozzese • Sua opera “Logarithmorum canonis descriptio” • Logaritmi: base del regolo calcolatore(strumento di calcolo fondamentale fino al 1970)

37. Strumenti • Scienza: inizia a progredire a contatto con la tecnica(questa crea gli strumenti che fanno progredire la scienza) • Strumenti: potenziano i sensi e, quindi, la capacità di osservazione

38. Realizzatori di strumenti • Galileo: telescopio • Castelli: termometro(1632) • Torricelli: barometro(1643) • Malpighi: microscopio(1660) • Boyle: pompa pneumatica(1660)

39. Atteggiamento degli scienziati • Alcuni: accettano lo sviluppo della tecnica e, quindi, gli strumenti • Altri: considerano gli strumenti come elementi perturbatori dell’osservazione, soprattutto quando, come nel caso delle stelle, pretendono di scrutare oggetti divini e, quindi, non indagabili

40. Disputa antichi-moderni • Dibattito(inizio ‘600) sull’immagine, la funzione, gli obbiettivi della scienza • Risultato: concezione rinascimentale(sapere = ripristino della sapienza perfetta e classica, perduta nel Medioevo) soppiantata dalla concezione di progresso • Implica nuove assunzioni

41. Implica nuove assunzioni • Perfettibilità del sapere: la conoscenza è un processo in continua crescita, che non diventerà mai definitiva • Necessità di collaborazione fra scienziati: in opposizione alla gestione “di casta” del sapere(visto come strumento di potere) • Legame fra scienza e tecnologia: il progresso scientifico è ricco di miglioramenti per la vita dell’umanità

42. Realizzazioni • Macchine • Idraulica e pneumatica • Produzione dei metalli • Applicazioni del vapore • Calcolatrici • Orologi

43. Macchina per tornire i maschi di rubinetti(pezzo in un morsa e lavorato con fresa a tazza) (Branca)

44. Frantoio(Branca)

45. Disegno d’assieme e disegni”costruttivi” dei vari pezzi (Branca)

46. Idraulica e pneumatica • Diffusione della pompa aspirante • Esperimento di Guericke(1650) • Macchina di Thomas Savery(fine ‘600)(è anche un’applicazione del vapore)

47. Diffusione della pompa aspirante l’altezza di aspirazione dipende dalla pressione atmosferica e perciò non può superare i 9 metri

48. Esperimento di Guericke: emisferi di Magedburgo(1654) • Due semisfere cave affacciate • Fa il vuoto all’interno • Diverse coppie di cavalli non riescono a staccarle • Dimostra l’esistenza della pressione atmosferica

49. Produzione dei metalli • Carbon fossile per alimentare gli altiforni • Simon Sturtevant(1612) e Dud Duddley(1619) brevettano un sistema per ottenere un combustibile a basso tenore di impurità: il coke, utilizzabile negli altiforni(permette il lavoro a ciclo continuo)

50. Applicazioni del vapore • Considerazioni generali • Giovanni Battista della Porta (1606) • Giovanni Branca(1629) • Denis Papin(1690) • Newton(fine ‘600) • Macchina di Thomas Savery(1698)