2012 - 13 Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά.

Παρουσίαση με θέμα: "2012 - 13 Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

2 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ Α2 ΓΕ.Λ. ΠΡΟΒΑΤΑ
ΤΙΤΛΟΣ: «Η ΠΟΡΕΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΑΙΟΤΗΤΑ ΜΕΧΡΙ ΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ» ΤΟ ΘΕΜΑ ΜΑΣ ΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΘΕΜΑΤΙΚΟ ΚΥΚΛΟ: «Μαθηματικά, Φυσικές Επιστήμες και Τεχνολογία» Ο ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΣ ΑΝΗΚΕΙ ΣΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ των τίτλων που δηλώνουν το στόχο της εργασίας ΚΕΝΤΡΙΚΟΣ ΣΤΟΧΟΣ Πώς ξεκίνησε η επιστήμη της Φυσικής και πώς πορεύθηκε μέχρι την πρώτη μεγάλη ενοποίηση, δηλαδή την ενιαία περιγραφή γήινων και ουράνιων φαινομένων Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

3 Κριτήρια επιλογής του θέματος
Το θεωρήσαμε πολύ ενδιαφέρον και σημαντικό για την εξήγηση της καθημερινότητας. Θεωρήσαμε σημαντικό ότι σχετίζεται με το μάθημα της Φυσικής στην τάξη μας, από το οποίο μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε πολλά στοιχεία και μας βοήθησε να συμπληρώσουμε και να τοποθετήσουμε ιστορικά τις γνώσεις μας. Δεν είχε γίνει ακόμα θέμα σχετικό με τη φυσική στο Λύκειό μας. Ανταποκρίνεται σε μεγάλη κλίμακα των ενδιαφερόντων μας, αφού περιέχει έρευνα και στα πεδία της φιλοσοφίας και της ιστορίας των επιστημών. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

4 Ομάδες Ανάλογα με τα ενδιαφέροντά μας και τους τέσσερις κεντρικούς άξονες, στους οποίους στηρίχθηκε η εργασία μας, χωριστήκαμε στις εξής τέσσερις ομάδες: 1) Ομάδα των προσωκρατικών φιλοσόφων. 2) Ομάδα του Αριστοτέλη. 3) Ομάδα του Γαλιλαίου. 4) Ομάδα του Νεύτωνα. Η εργασία μας εστιάστηκε περισσότερο στους κλάδους της κινηματικής, της δυναμικής και της βαρύτητας. Αυτούς αφορά και η πρώτη ενοποίηση στην ιστορία της Φυσικής. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

5 Τρόπος διεξαγωγής της έρευνας και υλικά
Έρευνα σε βιβλιοθήκη με χρήση βιβλίων, σχολικών ή όχι. Έρευνα στο διαδίκτυο. Διεξαγωγή εργαστηριακών πειραμάτων. Επιστολές προς ειδικούς. Υλικά: ηλεκτρονικοί υπολογιστές, σαρωτές, εκτυπωτές, αφαιρούμενα μέσα αποθήκευσης, υλικά για τις κατασκευές μας (σανίδες, χρώματα κ.ά.), υλικά εργαστηρίου, φωτογραφική μηχανή και αναλώσιμα (χαρτιά, μαρκαδόροι κ.ά.). Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

6 ΟΙ ΠΡΟΣΩΚΡΑΤΙΚΟΙ ΦΥΣΙΚΟΙ ΦΙΛΟΣΟΦΟΙ
ΟΜΑΔΑ 1 ΟΙ ΠΡΟΣΩΚΡΑΤΙΚΟΙ ΦΥΣΙΚΟΙ ΦΙΛΟΣΟΦΟΙ ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ: Η ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥ ΦΥΣΙΚΟΥ ΚΟΣΜΟΥ ΞΕΚΙΝΗΣΕ ΜΕ ΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΤΩΝ ΠΡΟΣΩΚΡΑΤΙΚΩΝ ΦΙΛΟΣΟΦΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: Ποιοι ήταν οι πρωτοπόροι στην ερμηνεία του φυσικού κόσμου; ΥΠΟ-ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ: Πώς γινόταν αρχικά η ερμηνεία των φυσικών φαινομένων από τους ανθρώπους; Ποιοι ήταν οι προσωκρατικοί φιλόσοφοι και οι σχολές τους; Οι ιδέες των κυριότερων προσωκρατικών φιλοσόφων για την ερμηνεία του φυσικού κόσμου. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

7 Η αρχική ερμηνεία των φαινομένων από τους ανθρώπους
Η αρχική ερμηνεία των φαινομένων από τους ανθρώπους Από τη στιγμή που εμφανίστηκε ο άνθρωπος αναρωτιέται για το πώς δημιουργήθηκε ο κόσμος και πώς εξηγούνται τα φαινόμενα που παρατηρεί γύρω του Η άγνοια και η αδυναμία απέναντι στα φαινόμενα τον οδήγησαν στη δημιουργία μύθων και στην απόδοση των φαινόμενων σε θεότητες, πνεύματα και υπερφυσικά όντα Υπήρξαν, όμως, κάποιες πρώτες γνώσεις (κατεργασία λίθου, φωτιά, εξημέρωση ζώων, απλές μηχανές και κατασκευές, τροχός) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

8 Οι πρώτες επιστημονικές δραστηριότητες και οι πρώτες απαντήσεις για τη φύση με βάση τη λογική
Μεσοποταμία, Αίγυπτος: Αριθμητικά συστήματα, γεωμετρία, αστρονομία Πληροφορίες στον Όμηρο για μεταλλουργία, οινοποιία κ.ά. Ησίοδος: ερωτήματα για την αρχή και τη συνοχή του κόσμου Προσωκρατικοί φιλόσοφοι: μετάβαση από τις μυθικές εξιστορήσεις σε έννοιες και θεωρίες σχετικά με τη φύση και την προέλευσή της, με βάση τη λογική Θεμελιώνεται η φιλοσοφία και η επιστήμη (συνδεμένες αρχικά μεταξύ τους) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

9 Ποια ακριβώς ήταν η μετάβαση; Ας τη δούμε στην ερμηνεία των σεισμών
Μυθολογία: Υπεύθυνοι για κάθε συγκεκριμένο σεισμό είναι κάθε φορά οι θεοί που ελέγχουν τα ύδατα. Αιτία των σεισμών είναι η οργή τους (αιτία κάθε φορά διαφορετική) Θαλής ο Μιλήσιος: Η γη επιπλέει στη θάλασσα και οι σεισμοί είναι το αποτέλεσμα ισχυρών κυμάτων που από καιρό σε καιρό την χτυπούν (αιτία κάθε φορά ίδια) Απλοϊκή εξήγηση, αλλά χρησιμοποιεί φυσικό φαινόμενο Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

10 Προσωκρατικοί φιλόσοφοι - Το ξεκίνημα ερμηνείας του φυσικού κόσμου
Ορισμός: Έλληνες φιλόσοφοι του 7ου έως 5ου π.Χ. αι., πριν και κατά την εποχή του Σωκράτη Τόποι: Ιωνία (Μικρά Ασία), Σικελία, Κάτω Ιταλία, νησιωτική Ελλάδα, Θράκη, Αθήνα Αντικείμενο: φιλοσοφία και επιστήμη (φυσική, βιολογία, αστρονομία, μαθηματικά, ιατρική, θεολογία) Έργο: τις περισσότερες φορές σε στίχους με τίτλο «Περί Φύσεως» Πηγές: πρωτογενείς δηλ. αποσπάσματα των ίδιων, αλλά κυρίως δευτερογενείς δηλ. αναφορές άλλων συγγραφέων (φιλοσόφων, δοξογράφων, βιογράφων και άλλων) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

11 Σχολές προσωκρατικών φιλοσόφων
Ιωνική σχολή: Μιλήσιοι Θαλής, Αναξίμανδρος, Αναξιμένης (οι πρώτοι υλοζωιστές) Σχολή Πυθαγόρειων: Πυθαγόρας (ιδρυτής), Αλκμαίων, Φιλόλαος (σχολή με τη μορφή πολιτικοθρησκευτικού συλλόγου) Ελεατική σχολή: Παρμενίδης, Ζήνων, Μέλισσος (αναζήτηση νοητού, αμετάβλητου και αιώνιου κόσμου) Ανεξάρτητοι: Ξενοφάνης, Ηράκλειτος (συνεχής και αιώνια εναλλαγή στον κόσμο), Εμπεδοκλής, Αναξαγόρας (συνδυαστικοί) Ατομική σχολή: Λεύκιππος, Δημόκριτος (ατομική θεωρία) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

12 Θαλής ο Μιλήσιος (624-546 π.Χ) Τόπος γέννησης: Μίλητος (Μικρά Ασία)
Ιδρυτής της ιωνικής σχολής και ένας από τους επτά σοφούς της αρχαιότητας Ο πρώτος φιλόσοφος, που αναζήτησε την αρχική ουσία του κόσμου ΑΠΟΨΕΙΣ - ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Πρωταρχικό δομικό υλικό του κόσμου είναι το νερό (επηρεασμένος από τη ζωτική του δύναμη) Τα πάντα είναι γεμάτα θεούς (όχι του Ομήρου) Η Γη είναι κυκλικός δίσκος που στηρίζεται στο νερό Ανακάλυψη του ηλεκτρισμού (ήλεκτρο) και μαγνητισμού (μαγνητίτης) Γεωμετρία: Θεώρημα Θαλή, κριτήριο ισότητας τριγώνων κ.ά. Εύρεση εποχών χρόνου, διαίρεση σε 365 ημέρες, πρόβλεψη ολικής έκλειψης ηλίου το 585 π.Χ. Μέτρηση ύψους πυραμίδας με τη σκιά του (όταν ήταν ίση με το ύψος του) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

13 Αναξίμανδρος ο Μιλήσιος (610-546 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Μίλητος (Μικρά Ασία) Μαθητής του Θαλή ΑΠΟΨΕΙΣ - ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Αρχή του κόσμου είναι το άπειρο, μια αχανής υλική μάζα, αγέννητη, άφθαρτη και αιώνια (αρχή αφθαρσίας της ύλης) Άπειρον  δυνάμεις που δίνουν «θερμό» και «ψυχρό»  με ανάμειξη το νερό  άλλα στοιχεία (γη, αέρας, φωτιά) Αρχή δικαιοσύνης στη φύση: ισορροπία στα στοιχεία (όπως στην κοινωνία) Κοσμογονία: Άπειρον  έκκριση «γόνιμου» (θερμό – ψυχρό)  ψυχρό: μάζα Γης  σφαίρα θερμού με έκρηξη: ουράνια σώματα ΜΗΧΑΝΙΣΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΚΟΣΜΟΥ: Η αιωρούμενη γη έχει σχήμα κυλίνδρου και είναι στο κέντρο του σφαιρικού κόσμου. Τα ουράνια σώματα κινούνται κυκλικά σε καθορισμένες σχέσεις τροχιών Κατασκευή πρώτου χάρτη της γης και υπολογισμός λόξωσης της εκλειπτικής Θεωρία περί γενέσεως των οργανικών όντων (πρώιμη εξελικτική θεωρία) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

14 Αναξιμένης ο Μιλήσιος (585-525 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Μίλητος (Μικρά Ασία) Προσπάθησε να κάνει πιο κατανοητό το «άπειρο» του Αναξίμανδρου ΑΠΟΨΕΙΣ - ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Αρχή όλων είναι ο αέρας, (αέρας  με συμπύκνωση νερό  με περεταίρω συμπύκνωση χώμα , ενώ φωτιά: αραιωμένος αέρας). Μετατροπές με το βαθμό πύκνωσης  μετατροπή της ποσότητας σε ποιότητα Ο αέρας είναι μάζα λεπτή, κινητική και «πνευματική» (ύλη και ενέργεια μαζί), που περιέχει όλο τον κόσμο Ο αέρας είναι γενετική αιτία του σύμπαντος (καταγωγή του κόσμου), αλλά και η μοναδική ουσία του κόσμου (δομή και λειτουργία)  προώθηση προβλήματος από την κοσμογονία στην κοσμολογία Το Σύμπαν είναι ημισφαιρικό. Η γη είναι πλατύς δίσκος που στηρίζεται στον αέρα. Τα ουράνια σώματα έχουν πύρινη φύση. Η Σελήνη είναι ετερόφωτη Εξήγηση μετεωρολογικών φαινομένων με τη θεωρία πύκνωσης – αραίωσης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

15 Πυθαγόρας ο Σάμιος (575-495 π.Χ) και Πυθαγόρειοι
Τόπος γέννησης: Σάμος. Έζησε 23 χρόνια στην Αίγυπτο Θεμελιωτής των ελληνικών μαθηματικών Ίδρυσε τη σχολή του στον Κρότωνα (Κάτω Ιταλία), που λειτουργούσε ως επιστημονική, φιλοσοφική, καλλιτεχνική και πολιτική οργάνωση με το στοιχείο της εχεμύθειας και της ασκητικής ζωής Αντίθεση στον υλοζωισμό των Μιλησίων. Ανανέωση του Ορφισμού με επιστημονικό πνεύμα. Αθανασία ψυχής και μετεμψύχωση μέχρι εξαγνισμού Καθιέρωσε τους όρους «φιλοσοφία» και «κόσμος» ΑΠΟΨΕΙΣ - ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Ο κόσμος είναι αρμονία και αριθμοί (νοητική και όχι υλική αρχή) Με τα μαθηματικά μπορούμε να κατανοήσουμε τον κόσμο. Π.χ. σύνδεση των αριθμών με την έννοια του χώρου (1-σημείο, 2-ευθεία, 3- επιφάνεια, 4-στερεό). Τέσσερις πρώτοι αριθμοί  άθροισμα 10 (τετρακτύς) Αστρονομία: Σφαιρικό σχήμα γης και μη γεωκεντρικός κόσμος. Περιφορά γύρω από το «κεντρικό πυρ». Εξήγηση εναλλαγής εποχών Συνδυασμός κοσμικής αρμονίας με μουσική αρμονία Εδραίωση έρευνας «μαθηματικής φύσης» 1 2 3 4 10 ΤΕΤΡΑΚΤΥΣ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

16 Ξενοφάνης ο Κολοφώνιος (570-480 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Κολοφώνα (Μικρά Ασία) Τόπος δράσης: Ελέα (Κάτω Ιταλία, Ιωνική αποικία) Κριτική στο θρησκευτικό ανθρωπομορφισμό και ώθηση στο μονοθεϊσμό ΑΠΟΨΕΙΣ – ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Η έννοια της ενότητας και ολότητας του κόσμου, που αναζήτησε η Ιωνική Φιλοσοφία, βρίσκεται στη θεϊκή σφαίρα, που περικλείει τα πάντα Η ανθρώπινη γνώση που προκύπτει από την εμπειρία είναι περιορισμένη. Ο άνθρωπος μπορεί να προσπαθεί για ανώτερα επίπεδα γνώσης, αλλά δεν θα αγγίξει ποτέ τα όρια της θεότητας Βασικά στοιχεία είναι η γη και το ύδωρ. Τα φυσικά φαινόμενα εξηγούνται με βάση τα σύννεφα : προέλευση από τη θάλασσα και τη θερμότητα του ήλιου, συμπύκνωση και βροχή (παρατήρηση στον κύκλο του νερού) Περιοδικότητα των φαινομένων και σε άλλους κόσμους Επιρροές σε πολλούς μεταγενέστερους (η διάνοια που κινεί τα πάντα του Ηράκλειτου, ο «Νους» του Αναξαγόρα, το «Κινούν ακίνητο» του Αριστοτέλη) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

17 Ηράκλειτος ο Εφέσιος (544-484 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Έφεσος (Μικρά Ασία) Παραιτήθηκε από τα αξιώματα που του παρείχε η αριστοκρατική καταγωγή του, για να αφιερωθεί στη φιλοσοφία Έμεινε ως ο «σκοτεινός» φιλόσοφος, λόγω του αινιγματικού ύφους του, που οδήγησε σε διαφορετικές ερμηνείες του έργου του ΑΠΟΨΕΙΣ – ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Βασικό συστατικό του κόσμου και των μεταβολών του είναι το πυρ (φωτιά). Το «ἀείζωον πῦρ» είναι μια κοσμολογική σταθερά , που μεταστοιχειώνεται συνεχώς «εις τον αυτόν λόγον». Σύγχρονη απόδοση  ενέργεια. Βασικό χαρακτηριστικό της πραγματικότητας είναι η κίνηση: «τα πάντα ρει». Δε μπορούμε να μπούμε 2η φορά στο ίδιο ποτάμι, γιατί αλλάζει το νερό του Οι αντιθέσεις είναι διαφορετικές όψεις της φωτιάς  εξαγωγή της σχετικότητας των κινήσεων. Το σύμπαν είναι δομημένο με συναρμογή από αντίρροπες δυνάμεις, που προκαλούν τις κινήσεις Τα αντίθετα βρίσκονται σε συνεχή «πόλεμο», που οδηγεί συνεχώς σε νέες ισορροπίες. Ο κόσμος ρυθμίζεται από τους κανόνες του Λόγου, που είναι θεϊκή δύναμη και κυρίαρχη ρυθμιστική αρχή των μεταβολών και αντιπαραθέσεων στη φύση και εξασφαλίζει την αρμονία. Οι άνθρωποι αδυνατούν να κατανοήσουν το Λόγο Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

18 Παρμενίδης (515-440 π.Χ) και ελεατική σχολή
Τόπος γέννησης: Ελέα (Κάτω Ιταλία) Ιδρυτής της ελεατικής σχολής, στην οποία ανήκουν οι Ζήνων και Μέλισσος Επηρεάστηκε από Πυθαγόρα και Ξενοφάνη ΑΠΟΨΕΙΣ – ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Αντίδραση στο «γίγνεσθαι» του Ηράκλειτου και εισαγωγή του «είναι» Τα πάντα είναι σταθερά – η εμπειρία μας είναι γεμάτη ψευδαισθήσεις και πρέπει να εμπιστευόμαστε τη λογική Η αληθινή γνώση βρίσκεται στο Ον, που είναι ένα, συνεχές, ακίνητο, χωρίς αρχή και τέλος, μόνιμο και στατικό Ο κόσμος αποτελείται από φως και σκότος, στοιχεία ισοδύναμα, που την ισορροπία τους εγγυάται η Δίκη. Είναι φαινομενικός, οπότε δεν υπάρχουν αρχή και τέλος, γένεση και θάνατος, αύξηση και φθορά, κίνηση και μεταβολή, αλλά και η διαιρετότητα και η ασυνέχεια του όντος Η γη είναι ακίνητη, σφαιρική στο κέντρο του σύμπαντος ΖΗΝΩΝ: Η κοινή αντίληψη της πραγματικότητας οδηγεί σε παράδοξα και οξύμωρα. Π.χ. το παράδοξο στο οποίο ο ταχύς Αχιλλέας δεν φτάνει ποτέ τη χελώνα. Δεν υπάρχουν κίνηση του Όντος στο χώρο, ούτε ο χώρος. Εισαγωγή της «επ’ άπειρον τομής»  δεν είναι δυνατόν να διαιρούνται τα πράγματα Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

19 Εμπεδοκλής ο Ακραγαντινός (495-425 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Ακράγαντας (Σικελία) Επηρεάστηκε από Πυθαγόρα και Παρμενίδη Προφητική και μυστηριακή δράση – διαδόσεις για εξαίρετες πράξεις και θαύματα Το λιμάνι του Ακράγαντα σήμερα ονομάζεται Porto Empedocle ΑΠΟΨΕΙΣ – ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Συνδυασμός Παρμενίδη και Ηράκλειτου: Το Ον είναι ακίνητο, αμετάβλητο, αιώνιο, αλλά κινούμενο στα μέρη του Τα βασικά στοιχεία (ισότιμα) που συνθέτουν τον κόσμο είναι το χώμα, το νερό, ο αέρας και η φωτιά (ριζώματα) Η γένεση και φθορά είναι η συνένωση και ο χωρισμός των στοιχείων. Άρα η ύλη είναι μεταβλητή και τα στοιχεία αμετάβλητα Φιλότητα και νείκος: ξεχωριστές κοσμογονικές δυνάμεις που διέπουν τις σχέσεις των ριζωμάτων (διαχωρισμός δυνάμεων από στοιχεία  ύλης και ενέργειας) Κόσμος: αιώνια κυκλική πορεία με ορόσημα το θεϊκό σφαίρο και τη χαοτική δίνη και καθορισμός της κατάστασης από επικράτηση της φιλότητας ή του νείκους (όπως «μεγάλη έκρηξη» και διαστολή – συστολή σύμπαντος) Βιολογία: θεωρία για τη γένεση των οργανικών όντων (πρόδρομος Δαρβίνου) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

20 Αναξαγόρας ο Κλαζομένιος (500-428 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Κλαζομενές (Μικρά Ασία) Από 26 ετών στην Αθήνα, για 30 χρόνια φίλος του Περικλή Επιστροφή στην Ιωνία λίγο πριν τον Πελοποννησιακό πόλεμο και ίδρυση φιλοσοφικής σχολής στη Λάμψακο ΑΠΟΨΕΙΣ – ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Συνδυασμός Ελεατικής Οντολογίας και Ιωνικής φυσιολογίας Τίποτα στο Σύμπαν δεν αρχίζει από το μηδέν και δεν καταλήγει στο μηδέν. Κάθε επιμέρους υπόσταση υπήρχε εξαρχής και όχι από τα τέσσερα ριζώματα. Η ύλη απαρτίζεται από μικρο- σκοπικά κομματάκια, από «μόρια» κάθε είδους, μορφής, σχήματος, μεγέθους και αριθμού Δημιουργία κόσμου: από αδιαμόρφωτη μάζα, που περιείχε τα σπέρματα (τα στοιχειώδη σωματίδια) όλων των πραγμάτων, την οποία έθεσε σε περιστροφική κίνηση ο Νους, μια οντότητα προικισμένη με σκέψη και κινητική δύναμη Διάκριση αιτίου (Νους) και αποτελέσματος (κινούμενος κόσμος) Δεν υπάρχει ουσιαστικά γένεση ή θάνατος αλλά ένωση και χωρισμός των σπερμάτων Εξαιρετικά ορθολογικές ερμηνείες για το φυσικό κόσμο π.χ. η σύγκρουση των νεφών προξενεί τις βροντές, ενώ η βίαιη τριβή τους δημιουργεί τις αστραπές. Η Γη έχει τυμπανοειδές σχήμα και βρίσκεται μετέωρη στο κέντρο του κόσμου, ο ήλιος είναι διάπυρος λίθος, τα άστρα έχουν όμοια μορφή με αυτή του Ηλίου (!), η σελήνη είναι ετερόφωτη. Περιφορά γύρω από τη γη, από περιδίνηση του αιθέρα και πυράκτωση λόγω τριβής Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

21 Δημόκριτος ο Αβδηρίτης (460-370 π.Χ)
Τόπος γέννησης: Άβδηρα Θράκης Καταγωγή από οικογένεια αριστοκρατικής καταγωγής, δημοκρατικών όμως πεποιθήσεων Ταξίδεψε σε όλο σχεδόν τον τότε γνωστό κόσμο (Αίγυπτος, Περσία, Βαβυλώνα, Ιωνία, Αθήνα) Μαθητής του Λεύκιππου (ατομικοί) Ίδρυσε τη σχολή του στα Άβδηρα Αντιμετώπιζε τη ζωή με αισιοδοξία, περιγελούσε τις καθημερινές θλίψεις και είχε την άποψη ότι η ευθυμία αποτελεί στόχο για τη ζωή του κάθε ανθρώπου ΑΠΟΨΕΙΣ – ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Αποδοχή του ελεατικού δόγματος ότι το ον είναι αγέννητο και άφθαρτο, όχι όμως ακίνητο και αδιαίρετο Το μη ον είναι τόσο πραγματικό, όσο και το ον  υπάρχει κενός χώρος Αντίθεση προς την «επ’ άπειρον τομήν»  υπάρχουν έσχατα σωματίδια ύλης, που δεν επιδέχονται παραπέρα τομή και παραμένουν ά-τομα (άτμητα)  ΑΤΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

22 Δεν υπάρχει δύναμη ξεχωριστή από τα άτομα, που τα θέτει σε κίνηση (μηχανιστική άποψη). Η κίνηση ορίζεται από τη διαφορά στο μέγεθος και το σχήμα των ατόμων Παρατήρηση της πιο γρήγορης περιστροφής κατά τη συρρίκνωση (πρώιμη σύλληψη της αρχής διατήρησης της στροφορμής) ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ: Το σύμπαν έχει και άλλους «κόσμους», μερικούς χωρίς ήλιο και σελήνη, μερικούς με πάνω από έναν ήλιους και μερικούς κατοικημένους. Δημιουργία κόσμων από συνάθροιση πολλών ατόμων στο κενό και σχηματισμό δίνης. Ο Γαλαξίας είναι φως από μακρινά αστέρια (!) ΒΙΟΛΟΓΙΑ: Ερμηνεία ανθρώπινων λειτουργιών με τον ατομισμό. Π.χ. η όραση είναι συνεχής απορροή ειδώλων (αποτελούμενων από άτομα) από τα φωτεινά αντικείμενα, που εισέρχονται στα μάτια μας. ΑΤΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ (επανήλθε κατά την Αναγέννηση) Τα άτομα: α) Διαφέρουν μεταξύ τους κατά το σχήμα και το μέγεθος β) Δε δημιουργούνται, ούτε καταστρέφονται, γι’ αυτό είναι άφθαρτα και αιώνια γ) Είναι άπειρα σε πλήθος και βρίσκονται σε διαρκή κίνηση μέσα στο κενό, με άπειρους συνδυασμούς φοράς. Στην κίνηση αυτή οφείλονται τα διάφορα φυσικά φαινόμενα δ) Ενώνονται με άλλα άτομα προς σχηματισμό των υλικών σωμάτων και στο διαχωρισμό τους οφείλεται η καταστροφή των σωμάτων Ο Δημόκριτος ανάμεσα στους επιστήμονες των οδών, στις εγκαταστάσεις του CERN (δυτικά της Γενεύης) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

23 Συμπεράσματα Οι προσωκρατικοί φιλόσοφοι:
Παραμέρισαν τις τελευταίες μυθολογικές, ανθρωπομορφικές εικόνες και αναζήτησαν καθολικές αρχές και θεωρίες από προσωπικές, πρακτικές εμπειρίες και γνώσεις, έχοντας μια πολύ δυνατή αίσθηση της πραγματικότητας και κοιτάζοντας το γύρω κόσμο και ολόκληρο το σύμπαν με ανοιχτό μάτι Αναζήτησαν την αλήθεια, την τάξη και σταθερότητα στη φύση και προσπάθησαν να την προσεγγίσουν με πνεύμα ορθολογικό και κριτικό, υποστηρίζοντας το πλουραλιστικό ή μονιστικό επιχείρημά τους Υπέδειξαν πρώτοι «νοητικά εργαλεία» και ποιοτικές μεθόδους προσέγγισης και κατανόησης του φυσικού κόσμου που χρησιμοποιούνται δημιουργικά μέχρι σήμερα, όπως μέτρο, ρυθμός, συμμετρία, αναλογία, τάξη, κόσμος, συνεχές - διάκριτο, ομοιογένεια, ισοτροπία, κ.ά. Δημιούργησαν τις βασικές έννοιες της φιλοσοφίας και επειδή φιλοσοφία και φυσική στην αρχή ήταν αχώριστες, δημιούργησαν επίσης μεγάλο μέρος από τις έννοιες της φυσικής επιστήμης, επηρεάζοντας καταλυτικά όλη την κατοπινή ελληνική, ευρωπαϊκή και παγκόσμια επιστήμη Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

24 Δημιούργησαν όλους τους βασικούς κλάδους της φιλοσοφίας και όλες τις τυπικές μορφές της κοσμοθεωρίας
Διατύπωσαν θεωρίες, με το εντυπωσιακό στοιχείο ότι πολλές από αυτές επαληθεύονται σήμερα Το σημαντικότερο, ίσως, δεν έπαψαν ποτέ να ρωτούν και πρόβαλαν ως αγαθό την απόκτηση της γνώσης, αναπτύσσοντας έναν διάλογο πέρα από δόγματα και προκαταλήψεις και σε ένα πνεύμα άμιλλας για τη διατύπωση πιο πειστικών εξηγήσεων ΕΠΟΜΕΝΩΣ: H Φυσική δεν υπήρχε ως ανεξάρτητος κλάδος της επιστήμης, όπως είναι σήμερα, υπήρχε όμως ως φιλοσοφία της φύσης. Αυτή, μπορούμε να πούμε ότι αποτελεί την προϊστορία της Φυσικής. Όλες οι έννοιες και οι επιστήμες, που μέχρι και σήμερα αναπτύσσονται αλματωδώς, είναι πνευματικά τέκνα των προσωκρατικών φιλοσόφων. Η έννοια της ύλης, του απείρου, της δύναμης, του αριθμού, της κίνησης, του Είναι, του γίγνεσθαι, του Όντος, του ατόμου, του χωροχρόνου, είναι δημιουργήματα αυτής της φιλοσοφικής σκέψης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 1: Οι προσωκρατικοί φυσικοί φιλόσοφοι

25 ΟΜΑΔΑ 2 Ο ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ: ΜΕΛΕΤΗ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ – ΙΣΧΥΟΥΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΝΟΜΟΙ ΣΕ ΓΗ ΚΑΙ ΟΥΡΑΝΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: Οι θεωρίες του Αριστοτέλη – ποια σώματα αφορούν; Επιπλέον: Πού οφείλεται η μεγάλη διάρκεια των θεωριών του Αριστοτέλη; ΥΠΟ-ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ: Βιογραφία, ιδέες και έργο του Αριστοτέλη. Ποια ήταν η σύσταση των σωμάτων (υποσελήνιων και ουράνιων) κατά τον Αριστοτέλη και ποιες ήταν οι θεωρίες κίνησής του; Εξήγηση φαινομένων, σύμφωνα με την αριστοτελική φυσική και διατύπωση βασικών συμπερασμάτων με έμφαση στην πτώση των σωμάτων και στη σχέση δύναμης – ταχύτητας. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

26 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κύρια συστήματα της Φιλοσοφίας της Φύσης μετά από τους προσωκρατικούς φιλοσόφους : Α) του Δημόκριτου( π.Χ.), που θα αγνοηθεί μέχρι την Αναγέννηση Β) Του Πλάτωνα ( π.Χ.) Γ) Του Αριστοτέλη ( π.Χ.) Ακαδημία Πλάτωνα (μεγάλο πνευματικό κέντρο για μια χιλιετία): Ώθηση στη Πυθαγόρεια μαθηματική και ιδεατή φύση, άποψη που έφτασε μέχρι το Γαλιλαίο και θετική αντιμετώπιση της Πειραματικής Φυσικής Μαθηματική αστρονομία  μοντέλο ομόκεντρων σφαιρών του Ευδόξου Ο Αριστοτέλης: θεμελίωση επιστημών, πανεπιστήμονας της αρχαιότητας. Τα πρώτα ευρωπαϊκά πανεπιστήμια βασίστηκαν στις απόψεις του και ξεπεράστηκε οριστικά το 17ο αιώνα. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

27 Βιογραφία του Αριστοτέλη
Γεννήθηκε το έτος 384 π.Χ. στα Αρχαία Στάγειρα της Χαλκιδικής Ορφάνεψε πρόωρα και τον ανέλαβε ο φίλος του πατέρα του Πρόξενος, ο οποίος τον έστειλε σε ηλικία 17 ετών να γίνει μαθητής του Πλάτωνα. Σπούδασε στην Ακαδημία του Πλάτωνα επί 20 χρόνια ( π.Χ.) Το 347 π.Χ. μετά το θάνατο του Πλάτωνα εγκαταστάθηκε στη Άσσο (μικρασιατική ακτή απέναντι από τη Λέσβο), όπου δίδαξε για 3 έτη, και το 345 π.Χ. πέρασε στη Μυτιλήνη Το 342 π.Χ. μετά από πρόσκληση του Φίλιππου, ανέλαβε την εκπαίδευση του 13χρονου Μεγάλου Αλεξάνδρου. Φρόντισε να του μεταδώσει το πανελλήνιο πνεύμα Το 335 π.Χ. πήγε στην Αθήνα και ίδρυσε τη δική του φιλοσοφική σχολή (περιπατητική) στο Λύκειο, με προχωρημένα μαθήματα το πρωί και εκλαϊκευμένα το απόγευμα. Εκεί, μέσα σε 11 χρόνια δημιούργησε το τεράστιο έργο του Το 323 π.Χ. κατηγορήθηκε για ασέβεια και κατέφυγε στο σπίτι της μητέρας του στη Χαλκίδα, όπου πέθανε το 322 π.Χ. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

28 Ιδέες της φυσικής φιλοσοφίας του Αριστοτέλη
Ο Αριστοτέλης πίστευε για τη φυσική πραγματικότητα: «τη μορφή και τη σημασία του κόσμου θα πρέπει να τις αναζητήσουμε όχι έξω από την ύλη, μα σε στενή σύνδεση μαζί της» Όμως, σαν μαθητής του Πλάτωνα, ταλαντεύτηκε ανάμεσα στον ιδεαλισμό και το υλισμό. Η ύλη είναι παθητική, είναι η δυνατότητα του κάθε πράγματος , ενώ η μορφή ενεργητική και μεταβάλλει τη δυνατότητα σε πραγματικότητα Η ταξινόμηση των όντων (ταξινόμηση του κόσμου της εμπειρίας, στον οποίο βασίζεται). Ο φυσικός, ο αισθητός κόσμος, αποτελείται από σώματα («όντα»), που χαρακτηριστικό τους γνώρισμα είναι ότι υπάρχουν στο χώρο ΟΝΤΑ ΕΜΨΥΧΑ ΑΨΥΧΑ ΦΥΤΑ ΖΩΑ ΑΝΘΡΩΠΟΣ Διαθέτουν μόνο θρεπτική ψυχή (λήψη τροφής και αναπαραγωγή) Επιπλέον διαθέτουν αισθητική ψυχή (αισθήσεις και δυνατότητα κίνησης) Επιπλέον διαθέτει διανοητική ψυχή (λογική και γλώσσα) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

29 Ιδέες της φυσικής φιλοσοφίας του Αριστοτέλη
Ουσία και συμβεβηκότα. Το βασικό στοιχείο των όντων είναι η ουσία τους και 9 ιδιότητες, που ο Αριστοτέλης αποκαλεί συμβεβηκότα (ποσότητα, ποιότητα, σχέση, τόπος, χρόνος, θέση, κατάσταση, ενέργεια, πάθημα). Αποτελούν τις κατηγορίες, με τη βοήθεια των οποίων αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο και μπορούμε να τον εκφράσουμε μέσω του λόγου Η επιστημονική μέθοδος του Αριστοτέλη. Ο Αριστοτέλης θεωρείται θεμελιωτής της Λογικής. Τα βασικά είδη του συλλογισμού, σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, είναι δύο: ο επαγωγικός και ο απαγωγικός / παραγωγικός. Η επιστημονική έρευνα είναι μια διαδικασία που πηγαίνει από τις παρατηρήσεις στις γενικές ερμηνευτικές αρχές και επιστρέφει πάλι πίσω στις παρατηρήσεις παρατηρήσεις ερμηνευτικές αρχές (1) (3) (2) επαγωγή απαγωγή Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

30 Ιδέες της φυσικής φιλοσοφίας του Αριστοτέλη
Το πρόβλημα της πραγματικότητας – Το κινούν ακίνητο. Η πραγματικότητα και η αλλαγή εξηγούνται με τα τέσσερα αίτια, που είναι α) η ύλη (υλικό αίτιο), β) η μορφή (μορφικό αίτιο), γ) η ενέργεια (ποιητικό αίτιο) και δ) ο σκοπός (τελικό αίτιο) Π.χ. η αλλαγή στο χρώμα του δέρματος του χαμαιλέοντα: Το υλικό αίτιο είναι η ουσία στο δέρμα, που υφίσταται την αλλαγή του χρώματος. Το μορφικό αίτιο είναι το σχέδιο της διαδικασίας. Το ποιητικό αίτιο (ενέργεια) είναι η μετάβαση από το φύλο στο κλαδί, που συνοδεύεται από αλλαγή στο ανακλώμενο φως και από μία αντίστοιχη χημική μεταβολή στο δέρμα. Το τελικό αίτιο (σκοπός) είναι ότι ο χαμαιλέοντας δεν θα διακρίνεται από τα αρπακτικά ζώα. Κάθε ουσία αποτελείται από ύλη και μορφή, αδιάσπαστες μεταξύ τους. Κατά την πραγμάτωση των ουσιών, η πλήρης εκπλήρωση του σκοπού (τέλους) οδηγεί σε μια τέλεια κατάσταση, που χαρακτηρίζεται ως «εντελέχεια». Η πορεία προς αυτήν χαρακτηρίζει όλο τον κόσμο, που στο σύνολό του είναι ένα τελολογικό σύστημα Η πρώτη ώθηση στο Σύμπαν προέρχεται από ένα τέλειο ον, πέρα από τον κόσμο της ύλης και της αλλαγής, ο Θεός. Ο Θεός ο ίδιος δεν κινείται (το κινούν ακίνητον), δεν εξελίσσεται, δε μεταβάλλεται, αφού αυτά είναι χαρακτηριστικά γνωρίσματα της ατελούς ύλης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

31 Ιδέες της φυσικής φιλοσοφίας του Αριστοτέλη
Μαθηματικά. Έχουν σημασία για ορισμένη ομάδα επιστημών, για τις οποίες έκανε διάκριση μεταξύ εφαρμοσμένων και καθαρών μαθηματικών Κοσμολογία. Ο κόσμος είναι πεπερασμένος, κλειστός και ιεραρχημένος. Έχει στο κέντρο του τη σφαιρική Γη και γύρω της σε ουράνιες σφαίρες τη Σελήνη, τον Ήλιο, τους πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Άρης, Δίας, Κρόνος), τη σφαίρα των απλανών αστέρων και τη σφαίρα της πρώτης κινούσας δύναμης. Στη Γη, στον «υποσελήνιο τόπο», κυριαρχεί η μεταβολή, η αλλοίωση, η γένεση και η φθορά. Στον «υπερσελήνιο τόπο», που είναι αμετάβλητος και άφθαρτος, οι πλανήτες εκτελούν τέλεια κυκλική κίνηση γύρω από τη σφαιρική Γη Φυσική. Στο έργο του «Φυσική Ακρόασις», θέτει τα θεμέλια εκείνου που θεωρεί ότι θα έπρεπε να είναι μια επιστήμη της φύσεως. Εξετάζονται οι πρώτες αρχές και οι ορισμοί της φύσεως, οι έννοιες του τόπου, του χρόνου, του απείρου και υπάρχει εκτενής ανάλυση της κινήσεως και μεταβολής. Ο Αριστοτέλης ορίζει ότι στην έννοια «φύσιν» υπάγονται όλα όσα έχουν εντός τους μιαν αρχή κινήσεως και μεταβολής, είναι δηλαδή αναπτυσσόμενα Βιολογία. Περιγραφή των φαινομένων της ζωής κάθε μορφής ζώων, ανατομικές περιγραφές πολλών ζώων κ.ά. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

32 Το έργο του Αριστοτέλη Υπήρξε από τους πολυγραφότερους φιλοσόφους της αρχαιότητας. Τα έργα του κάλυπταν σχεδόν όλους τους τομείς της ανθρώπινης γνώσης Ο ίδιος δεν έδειξε ενδιαφέρον για τη δημοσίευση των έργων του. Δημοσιεύτηκαν από τον Ανδρόνικο, έναν λόγιο από τη Ρόδο, αφού πρώτα έφτασαν στη Ρώμη. Πώς; Από το μαθητή του Θεόφραστο στο φίλο του Νηλέα (Τροία), από τους απογόνους του Νηλέα πουλήθηκαν στον Αθηναίο Απελλικώνα και το το 86 π.Χ. ο Ρωμαίος Σύλλας τα μετέφερε στη Ρώμη Διάκριση των έργων του: ΕΡΓΑ ΕΚΛΑΪΚΕΥΤΙΚΟΥ ΧΑΡΑΚΤΗΡΑ, ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ – ΣΥΛΛΟΓΗ ΥΛΙΚΟΥ, ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΕΡΓΑ. Τα επιστημονικά είναι: Όργανον ή Λογικά Φυσικά Ψυχολογικά συγγράμματα Φυσική Ιστορία Μετά τα Φυσικά Ηθικά συγγράμματα Πολιτικά Ποιητική Ρητορική ή τεχνικά Προβλήματα Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

33 Τα τέσσερα βασικά στοιχεία και η πεμπτουσία
Στην υποσελήνια περιοχή εμφανίζονται τα ζεύγη των ποιοτήτων «θερμό-ψυχρό» και «ξηρό-υγρό», που ανά δύο δημιουργούν τα τέσσερα πρωταρχικά στοιχεία Τα τέσσερα στοιχεία (γη, ύδωρ, αήρ, πυρ) δεν πρέπει να τα σκεφτόμαστε σαν τα υλικά που γνωρίζουμε. Ένα συγκεκριμένο σώμα μπορεί να περιέχει και τα τέσσερα στοιχεία, αλλά κάποιο από αυτά θα υπερτερεί ΓΗ ΑΕΡΑΣ ΝΕΡΟ ΦΩΤΙΑ ΘΕΡΜΟ ΞΗΡΟ ΨΥΧΡΟ ΥΓΡΟ Η γήινη (υποσελήνια) περιοχή του κόσμου καλύπτεται πλήρως από τα τέσσερα στοιχεία, που διαχωρίζονται σε βαριά και ελαφριά. Η γη και το νερό είναι βαριά ενώ ο αέρας και η φωτιά είναι ελαφρά. Στη γήινη περιοχή θεωρούμε τέσσερις ομόκεντρες σφαίρες, στην καθεμία από τις οποίες θα είχε καταλήξει και θα βρισκόταν σε κατάσταση ηρεμίας το καθένα από τα τέσσερα στοιχεία σε καθαρή κατάσταση. Η σφαίρα της γης, η σφαίρα του νερού, η σφαίρα του αέρα και η σφαίρα της φωτιάς. Έτσι, καθένα από τα τέσσερα στοιχεία έχει τη «φυσική του θέση» στην υποσελήνια περιοχή Στην υπερσελήνια περιοχή, τα ουράνια σώματα δεν αποτελούνται από τα τέσσερα στοιχεία αλλά μόνο από μια πέμπτη ουσία (πεμπτουσία) τον αιθέρα Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

34 Σφαίρα της Σελήνης ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΦΩΤΙΑ ΑΕΡΑΣ
ΓΗ ΝΕΡΟ ΑΕΡΑΣ ΦΩΤΙΑ ΥΠΟΣΕΛΗΝΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΟΥΡΑΝΙΑ Σφαίρα της Σελήνης ΑΙΘΕΡΑΣ (ΠΕΜΠΤΟΥΣΙΑ) ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ πάντοτε κατακόρυφη με «κινούν» την τάση κίνησης προς το φυσικό τόπο ΒΙΑΙΗ ΚΙΝΗΣΗ σε κάθε διεύθυνση με «κινούν» κάποια εξωτερική δύναμη ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΟΥΡΑΝΙΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ φυσικές και αιώνιες τέλειες κυκλικές κινήσεις, λόγω του αιθέρα Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

35 ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΥΠΟΣΕΛΗΝΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ
ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ: α) Πίσω από κάθε κίνηση υπάρχει η επενέργεια μιας δύναμης (κινούν), η οποία βρίσκεται σε συνεχή επαφή με το κινούμενο σώμα β) Υπάρχουν στην υποσελήνια περιοχή δύο είδη κίνησης: η φυσική και η βίαιη (εξαναγκασμένη) κίνηση. Η φυσική κίνηση, δηλαδή η ελεύθερη κίνηση των σωμάτων προς τους φυσικούς τόπους τους είναι ευθύγραμμη και η διεύθυνσή της είναι πάντοτε κατακόρυφη. Η βίαιη (εξαναγκασμένη) κίνηση, δηλαδή η κίνηση που γίνεται υπό την επίδραση μιας εξωτερικής δύναμης και υποχρεώνει το σώμα να παρεκκλίνει από τη φυσική κίνησή του, μπορεί να είναι και αυτή ευθύγραμμη, η διεύθυνσή της όμως δεν είναι απαραίτητο να είναι πάντοτε κατακόρυφη Η φυσική κίνηση Το κινούν στην περίπτωση της φυσικής κίνησης είναι η φύση του σώματος, εξαιτίας της οποίας έχει την τάση να κινείται προς το φυσικό τόπο του, ώσπου όταν φτάσει σ’ αυτόν να παραμείνει για πάντα σε ηρεμία Οι παράγοντες που καθορίζουν την πορεία της φυσικής κίνησης κάθε επίγειου σώματος είναι: α) η σύστασή του, δηλαδή η αναλογία των τεσσάρων πρωταρχικών στοιχείων που περιέχει και β) ο τόπος που βρίσκεται το σώμα σε σχέση με τις φυσικές θέσεις των τεσσάρων πρωταρχικών στοιχείων Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

36 Η φυσική κίνηση Παραδείγματα
Με σύγχρονους όρους, τα συμπεράσματα του Αριστοτέλη για τη φυσική κίνηση, συνοψίζονται στην πρόταση: η ταχύτητα των σωμάτων στις φυσικές κινήσεις είναι ανάλογη με το βάρος τους και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίσταση του υλικού μέσου στο οποίο κινούνται, δηλαδή υ ͠ Β/Α. Παραδείγματα Η πτώση μιας πέτρας. Στην πέτρα επικρατεί το στοιχείο γη και κινείται προς τα κάτω, όπου είναι η φυσική της θέση. Μεγαλύτερο βάρος, όμως, σημαίνει μεγαλύτερη αναλογία του στοιχείου γη στη σύσταση και τότε είναι πιο έντονη η τάση για κίνηση προς τη φυσική θέση. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος, τόσο πιο πολύ η πέτρα σπεύδει να συναντήσει το στοιχείο της (τη γη). Άρα τα βαρύτερα σώματα πέφτουν γρηγορότερα Ο βρασμός του νερού. Στο νερό επικρατεί το στοιχείο «ύδωρ». Σε μια ποσότητα νερού που βράζει προστίθεται το στοιχείο «πυρ». Έτσι ο ατμός που προκύπτει, σε μια φυσική κίνηση, ανεβαίνει προς τα πάνω, όπου είναι η φυσική του θέση Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

37 Η βίαιη κίνηση Παραδείγματα
Για την πραγματοποίηση μιας βίαιης κίνησης υπεύθυνο είναι κάποιο εξωτερικό κινούν, το οποίο μάλιστα μπορεί να μεταδώσει την ιδιότητα της πρόκλησης κίνησης και στον αέρα που περιβάλει το αντικείμενο. Αν ένα σώμα κινείται και κάποια στιγμή πάψει να ασκείται δύναμη, τότε αυτό αμέσως ηρεμεί, δηλαδή η απουσία δύναμης κάνει το σώμα να επιστρέφει στην φυσική του κατάσταση που είναι η ακινησία. Ο Αριστοτέλης ουσιαστικά συνδέει την ταχύτητα στις βίαιες κινήσεις με την εξωτερική δύναμη (η ταχύτητα είναι ανάλογη της δύναμης) και με την αντίσταση του μέσου στο οποίο γίνεται η κίνηση (η ταχύτητα είναι αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασης του μέσου) Παραδείγματα Η κίνηση του κάρου που σέρνεται από ένα άλογο. Όταν η δύναμη του αλόγου είναι σταθερή, τότε το κάρο κινείται με σταθερή ταχύτητα. Αν σταματήσει να τραβά το άλογο, τότε το κάρο σταματά. Μεγαλύτερη δύναμη (π.χ. περισσότερα άλογα) θα προσδώσει στο κάρο μεγαλύτερη ταχύτητα Σκίτσο: Πητσιάνη Χαρά Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

38 Η βίαιη κίνηση Η κίνηση πλοίου που ρυμουλκείται στη θάλασσα. Το πλοίο ρυμουλκείται πολύ πιο εύκολα, όταν είναι άδειο, οπότε βυθίζεται λιγότερο στο νερό και η αντίσταση του υλικού μέσου είναι μικρότερη (η ταχύτητά του είναι αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασης του υλικού μέσου). Επίσης η ταχύτητα του πλοίου αυξάνεται όταν ρυμουλκείται από περισσότερα του ενός ρυμουλκά (η ταχύτητα είναι ανάλογη της κινητήριας δύναμης) Η κίνηση ενός βέλους (και γενικά οι βολές). Εδώ υπάρχει το εξής ερώτημα: Γιατί το βέλος δε σταματά να κινείται αμέσως μόλις χάσει την επαφή του με τη χορδή του τόξου που το εκτόξευσε; Η απάντηση του Αριστοτέλη για το αίτιο που διατηρούσε την κίνηση, βρίσκεται στη θεωρία της «αντιπερίστασης», σύμφωνα με την οποία το μέσον εντός του οποίου διενεργείται η κίνηση, δηλαδή ο αέρας, αναλαμβάνει το ρόλο του κινούντος. Συγκεκριμένα, ο αέρας συμπιέζεται μπροστά από το βέλος, μετακινείται και σπεύδει να καταλάβει τον χώρο πίσω από το βέλος, για να αποφευχθεί το κενό (δεν μπορεί να υπάρχει κενό), ενεργώντας έτσι συνεχώς ως κινούσα δύναμη. Λόγω απωλειών, το βέλος τελικά πέφτει Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

39 ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΟΥΡΑΝΙΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ
Ο Αριστοτέλης προσπάθησε να ερμηνεύσει τις ιδιαίτερες αιώνιες κινήσεις των ουράνιων σωμάτων, τα οποία μεταφέρονται κυκλικά εκτελώντας ομαλές κυκλικές τροχιές. Αυτές δεν μπορούν να ανήκουν στις βίαιες κινήσεις και πρέπει να είναι φυσικές. Άρα ένα σώμα του οποίου η φυσική κίνηση είναι η κυκλική κίνηση δε μπορεί να ταυτίζεται με κανένα από τα τέσσερα (γήινα) στοιχεία, ούτε να είναι κάποιος συνδυασμός αυτών των στοιχείων. Έτσι: Υπάρχει στην υπερσελήνια περιοχή μόνο ένα πέμπτο στοιχείο (πεμπτουσία), η φυσική συμπεριφορά του οποίου είναι να κινείται εκτελώντας συνεχώς κυκλική κίνηση Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

40 Συμπεράσματα Ο Αριστοτέλης :
Συνόψισε όλες τις κατακτήσεις της αρχαίας ελληνικής σκέψης στις φυσικές επιστήμες Θεμελίωσε συγκεκριμένη επιστημονική μέθοδο , για τη μελέτη της φύσης Έδωσε ουσιαστικά την πρώτη θεωρία κίνησης που λαμβάνει υπόψη της φυσικές παραμέτρους, όπως το βάρος των σωμάτων και η αντίσταση του μέσου, και έκανε την πρώτη προσπάθεια απόδοσης όρων και διατύπωσης «νόμων» της δυναμικής, οι οποίοι βρίσκονται σε πλήρη αρμονία με την αισθητική εμπειρία Θεώρησε την κίνηση θεμελιώδη ιδιότητα της ύλης (η οποία είναι συνεχής) και για τις κινήσεις πρέπει πάντα να υπάρχει ένα αίτιο, σύνδεσε όμως τη δύναμη με την ταχύτητα (αργότερα θα συνδεθεί με την επιτάχυνση) Θεώρησε ότι φυσική κατάσταση όλων των επίγειων σωμάτων είναι μόνο η ακινησία και ότι δεν υπάρχει κενό στη φύση Μετέτρεψε το σύστημα σφαιρών του Ευδόξου από καθαρά γεωμετρική κατασκευή σε μηχανική, στην οποία υπάρχει σκοπιμότητα Και γενικά κατά τον Αριστοτέλη: ΙΣΧΥΟΥΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΝΟΜΟΙ ΣΤΗΝ ΥΠΟΣΕΛΗΝΙΑ ΚΑΙ ΥΠΕΡΣΕΛΗΝΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

41 Μετά τον Αριστοτέλη Ελληνιστική περίοδος: μεταφορά της πνευματικής εστίας στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου, με τα φημισμένα ιδρύματα του μουσείου και της βιβλιοθήκης Εξειδίκευση των επιστημονικών επιτευγμάτων της ελληνικής σκέψης Μέχρι τον 6ο μ.Χ. αι. (ύστερη αρχαιότητα) λειτουργούσαν σχολές, με πιο σημαντικές αυτές της Αθήνας (νεοπλατωνικοί με κεντρική διδασκαλία τα μαθηματικά), της Αλεξάνδρειας (επιστήμες καθεαυτές) και της Κωνσταντινούπολης (ανάπτυξη της μηχανικής) Από τον 3ο μ.Χ. αι. και μετά στην ελληνική επιστήμη υπήρξε μια διαρκώς φθίνουσα παραγωγή νέων ιδεών και απλά συνοψίστηκε και σχολιάστηκε, για να περάσει αργότερα στους Άραβες (8ος και 9ος μ.Χ. αι.) και μέσω αυτών ή απευθείας από το Βυζάντιο, στη Δυτική Ευρώπη (10ος - 13ος μ.Χ. αι.) Γενικά στη βυζαντινή χιλιετία (330 – 1453 μ.Χ.) υπήρχαν εναλλαγές περιόδων άνθησης και στασιμότητας της επιστημονικής δραστηριότητας, που είχαν να κάνουν με τη λειτουργία ή όχι του πανεπιστημίου της Κωνσταντινούπολης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

42 Μετά τον Αριστοτέλη - Επιτεύγματα
Ορισμένοι σημαντικοί επιστήμονες από την ελληνιστική εποχή μέχρι την ύστερη αρχαιότητα είναι: Ευκλείδης με το πιο σημαντικό βιβλίο στην ιστορία των μαθηματικών, τα «Στοιχεία» Αρίσταρχος ο Σάμιος, ο πρώτος που μίλησε για ηλιοκεντρικό σύστημα Αρχιμήδης με έργο στα μαθηματικά, τη μηχανική, την υδροστατική και την οπτική Εραστοθένης ο Κυρηναίος, γνωστός για τη μέτρηση της περιμέτρου της Γης Απολλώνιος ο Περγαίος, με το μοντέλο επικύκλου – φέροντος κύκλου για τους πλανήτες Ίππαρχος, επίσης εισηγητής του προηγούμενου μοντέλου και ταξινόμηση των άστρων σε μεγέθη με βάση τη λαμπρότητά τους, ταξινόμηση που χρησιμοποιείται και σήμερα Ήρων ο Αλεξανδρεύς με έργο στη μηχανική και γεωμετρία Κλαύδιος Πτολεμαίος με το έργο η «Μαθηματική Σύνταξις» (ή «Μεγίστη»), το επιστέγασμα των εργασιών για εξήγηση των κινήσεων των πλανητών με το γεωκεντρικό σύστημα, ένα αριστούργημα της αρχαίας αστρονομίας Διόφαντος ο Αλεξανδρεύς με το αρχαιότερο εγχειρίδιο άλγεβρας Ο Ιωάννης ο Φιλόπονος ή Γραμματικός, ένας πρόωρος «Γαλιλαίος» Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

43 Η επικράτηση της Αριστοτελικής Φυσικής
Συνοπτικά η πορεία της αριστοτελικής φυσικής έχει ως εξής: Τον 1ο αι. π.Χ. εκδίδονται τα έργα του από τον Ανδρόνικο το Ρόδιο Τον 5ο και 6ο αι. μ.Χ. ο Ρωμαίος Βοήθιος μεταφράζει τις Κατηγορίες στα λατινικά Τον 6ο αι. οι αντίθετες με τον Αριστοτέλη απόψεις του Φιλόπονου (θεωρία ρύμης) καταπολεμούνται από το Σιμπλίκιο, τα έργα του οποίου καταλήγουν στους Άραβες Τον 7ο αι. πολλά από τα χειρόγραφα της βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας μεταφέρονται στη Δαμασκό, στη Βαγδάτη και στη σχολή των Νεστοριανών και μεταφράζονται από τα ελληνικά στα συριακά και αραβικά Από τον 9ο μ.Χ. αι. και μετά είναι αυτονόητη η μελέτη του Αριστοτέλη στα ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα των Αράβων Τον 11ο αι. με το βυζαντινό λόγιο Μιχαήλ Ψελλό, αρχίζει η μεγάλη σειρά των αριστοτελικών υπομνηματιστών, που θα κλείσει τον 15ο αι. Τον 12ο αι. ιδρύονται τα πρώτα ευρωπαϊκά πανεπιστήμια, βασισμένα στις απόψεις του Αριστοτέλη Τον 13ο αι. πληθαίνουν στο λατινόφωνο κόσμο οι μεταφράσεις από τα ελληνικά και τα αραβικά. Ο Roger Bacon σχολιάζει τα κείμενα του Αριστοτέλη και υποστηρίζει ότι η παρατήρηση και η πειραματική επιβεβαίωσή της είναι αναγκαίες για την γνώση του φυσικού κόσμου. Ο μοναχός Θωμάς ο Ακινάτης δημιουργεί με τη βοήθεια της αριστοτελικής φιλοσοφίας ένα θεολογικό φιλοσοφικό σύστημα, που για πολλά χρόνια ήταν η βάση του καθολικισμού. Τον αιώνα αυτό διατυπώνεται το θεώρημα Merton για τις ομαλά μεταβαλλόμενες κινήσεις Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

44 Η επικράτηση της Αριστοτελικής Φυσικής
Τον 14ο αι. εμφανίστηκαν πολλές αμφιβολίες για την ορθότητα αριστοτελικών ιδεών και επανήλθε η θεωρία της ρύμης (έννοια που άνοιξε το δρόμο σε ορμή – αδράνεια) με την καλύτερη παρουσία της να γίνεται από το Γάλλο φιλόσοφο Jean Buridan Τον 15ο αι., μετά την άλωση της Κωνσταντινούπολης, αρχίζει η περίοδος της Αναγέννησης. Οι αριστοτελικοί υπομνηματιστές ολοκληρώνουν το έργο τους, ενώ οι μαθητές του Buridan διαδί- δουν τις απόψεις του. Μεγάλο ενδιαφέρον για τη θεωρία της ρύμης δείχνει ο Leonardo Da Vinci Η επιστημονική επανάσταση θα γίνει εν μέσω των ιδεών του Αριστοτέλη, αλλά το έδαφος για την πραγματοποίησή της έχει ήδη προετοιμαστεί Οι αιτίες της διαχρονικότητας Η αριστοτελική φυσική στηρίζεται και συμφωνεί με την άμεση εμπειρία μας, δηλαδή την εποπτεία Η μεγάλη αυθεντία του Αριστοτέλη Η ιεραρχική δομή και η λειτουργία που προέβλεπε για τον κόσμο ήταν εύκολα αποδεκτές και μπορούσαν να ενσωματωθούν από διάφορα είδη θεολογικής σκέψης Η αριστοτελική φυσική ήταν ένα ολόκληρο ενιαίο και λογικά συνεπές σύστημα ερμηνείας του φυσικού κόσμου και οι επιμέρους αντίθετες ιδέες δεν μπορούσαν να την ανατρέψουν. Έπρεπε να γίνει συσσώρευση ιδεών που θα οδηγούσε σε άλλο σύστημα με αντίστοιχες δυνατότητες συνολικής ερμηνείας. Αυτό συνέβη κατά την επιστημονική επανάσταση Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 2: Η Αριστοτελική Φυσική

45 ΟΜΑΔΑ 3 Ο ΓΑΛΙΛΑΙΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ: Η ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΑ ΤΟΥ ΓΑΛΙΛΑΙΟΥ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ ΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: Πότε καθιερώθηκε η πειραματική μέθοδος και η χρήση μαθηματικών για τη μελέτη των φυσικών φαινομένων ΥΠΟ-ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ: Η βιογραφία του Γαλιλαίου, το έργο του και η συμβολή του στην επιστημονική επανάσταση - Νόμοι κίνησης πλανητών του Κέπλερ Ο νόμος της αδράνειας και το σχετικό νοητικό πείραμα Ο νόμος της ελεύθερης πτώσης, το πείραμα και η μαθηματική περιγραφή του Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

46 Η επιστημονική επανάσταση
Ο όρος δηλώνει τα ιστορικά γεγονότα στην Ευρώπη τον 16ο και 17ο αι., που οδήγησαν στη θεμελίωση της σύγχρονης επιστήμης Σημαδεύτηκε από την εμφάνιση νέων ιδεών, κόντρα στα δόγματα που είχαν επικρατήσει, νέων θεωριών, αλλά και «κακών στιγμών» με καταδίκες στοχαστών Έναρξη θεωρείται το 1543, οπότε δημοσιεύτηκε το «Περί της περιστροφής των ουράνιων σφαιρών» του Κοπέρνικου και κορύφωση το 1687 με την έκδοση των «Principia» του Νεύτωνα Χαρακτηριστικά της είναι α) η καταστροφή της παλιάς εικόνας του κόσμου (ομογενές και όχι ιεραρχημένο Σύμπαν, που μπορεί να περιγραφεί από ενιαίους νόμους) και β) η γεωμετρικοποίηση του χώρου (το Σύμπαν αποτελείται από χώρο που μπορεί να περιγραφεί από την ευκλείδεια γεωμετρία) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

47 Οι συντελεστές της επιστημονικής επανάστασης
Ο Νικόλαος Κοπέρνικος, επανέφερε την ηλιοκεντρική θεωρία, η οποία ήταν αντίθετη με την τότε επίσημη γεωκεντρική θεωρία Ο Φράνσις Μπέικον, με το βιβλίο του «Νέο Όργανο» έδωσε ώθηση στην επαγωγικό – πειραματική μέθοδο Ο Γαλιλαίος Γαλιλέι, με χρήση πειράματος και μαθηματικών στην περιγραφή των φαινομένων και «έμπρακτη» υποστήριξη στο ηλιοκεντρικό σύστημα με χρήση τηλεσκόπιου Ο Γιοχάνες Κέπλερ, ο «νομοθέτης του ουρανού» διατύπωσε τους νόμους κίνησης των πλανητών Ο Πιερ Γκασαντί, επανέφερε την ατομική θεωρία του Δημόκριτου Ο Καρτέσιος, με το έργο του «Περί μεθόδου λόγος», προσηλωμένος σε μια μηχανοκρατική φιλοσοφία θα επηρεάσει τη σκέψη του Νεύτωνα. Ο Ισαάκ Νεύτωνας θεμελίωσε τη κλασική φυσική με νόμους παγκόσμιας ισχύος Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

48 Νόμοι κίνησης των πλανητών του Κέπλερ
Ο 1ος νόμος (νόμος των τροχιών): κάθε τροχιά έχει το σχήμα μιας έλλειψης, στη μία από τις εστίες της οποίας βρίσκεται ο ήλιος Ο 2ος νόμος (νόμος των εμβαδών): τα εμβαδά που διαγράφει το ευθύγραμμο τμήμα ήλιος- πλανήτης είναι ανάλογα προς τα χρονικά δια- στήματα διαγραφής τους, δηλ. S = (σταθ.) · Δt. Στο σχήμα, αν είναι Δt1 = Δt2, τότε είναι και S1 = S2 Ο 3ος νόμος (νόμος των περιόδων): τα τετράγωνα των περιόδων Τ της περιφοράς πλανητών γύρω από τον ήλιο είναι ανάλογα προς τους κύβους των μέσων αποστάσεων τους R από τον ήλιο, δηλ. Τ2 = (σταθ.) · R3 Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

49 Βιογραφία του Γαλιλαίου (1564 – 1642)
Γεννήθηκε στην Πίζα της Ιταλίας το 1564 από πατέρα μουσικό Έμαθε τα πρώτα του γράμματα σε μοναστήρι της Φλωρεντίας Το 1581 στο πανεπιστήμιο της Πίζας για να σπουδάσει Ιατρική, αλλά δεν τελείωσε τις σπουδές. Ασχολήθηκε με μαθηματικά και δίδαξε στην ακαδημία της Φλωρεντίας Το 1589 έγινε καθηγητής μαθηματικών στο πανεπιστήμιο της Πίζας με πενιχρές αποδοχές το 1592 στην έδρα των Μαθηματικών του Πανεπιστημίου της Πάδοβας για 18 έτη. Εκεί ασχολήθηκε συστηματικά με την κίνηση Το 1609 στρέφει τηλεσκόπιο δικής του κατασκευής στον ουρανό Το 1610 κορυφαίος μαθηματικός στην αυλή του Μέγα Δούκα Κόσιμου Β’ με υψηλές αποδοχές Το 1632 δημοσιεύτηκαν οι «Διάλογοι σχετικά με τα δύο κύρια συστήματα του κόσμου, το πτολεμαϊκό και το κοπερνίκειο» που τον φέρνουν σε σύγκρουση με την Εκκλησία, γιατί υποστηρίζει το ηλιοκεντρικό σύστημα. Το 1633 καταδικάζεται σε κατ’ οίκον περιορισμό Τα τελευταία χρόνια της ζωής του έμενε σ’ ένα μικρό κτήμα στη Φλωρεντία. Πέθανε, στις 8 Ιανουαρίου του 1642 Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

50 «το βιβλίο της φύσης είναι γραμμένο στη γλώσσα των μαθηματικών»
Το έργο του Γαλιλαίου Τεράστια συμβολή στην επιστημονική επανάσταση του 17ου αιώνα και στη θεμελίωση της σύγχρονη φυσικής Συνδυασμός μαθηματικής διατύπωσης και πειραματικού ελέγχου. Εξιδανίκευση: ισχύς νόμων με ακρίβεια σε «ιδεατή φύση» (π.χ. χωρίς τριβές) Διατύπωση νόμου αδράνειας και νόμου της ελεύθερης πτώσης Μελέτη κίνησης εκκρεμούς Συστηματική χρήση τηλεσκοπίου για αστρονομικές παρατηρήσεις (παρατήρηση Σελήνης, ηλιακών κηλίδων, φάσεων Αφροδίτης, 4 δορυφόρων του Δία, δακτυλίων του Κρόνου, αστρικής φύσης γαλαξία). Με τις παρατηρήσεις του υποστήριξε το ηλιοκεντρικό σύστημα Γεωμετρικός και στρατιωτικός κανόνας και θερμόμετρο βασισμένο στη διαστολή των αερίων Αλλά και: «Και όμως κινείται». Ιστορική έκφραση, σύμβολο της δύναμης της επιστήμης έναντι σε κάθε παράγοντα αντίθετο στην πρόοδό της «το βιβλίο της φύσης είναι γραμμένο στη γλώσσα των μαθηματικών» Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

51 Πλατεία Γαλιλαίου μπροστά στο «Globe of Science and Innovation» του CERN
Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

52 Νόμος αδράνειας του Γαλιλαίου
Αριστοτελική φυσική: Αν σε ένα σώμα ασκείται σταθερή δύναμη, τότε κινείται με σταθερή ταχύτητα. Αν πάψει να ασκείται η δύναμη, το σώμα ακινητοποιείται (η φυσική του κατάσταση) Νόμος αδράνειας του Γαλιλαίου: Αν σε ένα σώμα δεν ασκείται δύναμη, τότε το σώμα θα είναι ακίνητο ή θα κινείται με σταθερή ταχύτητα Φυσική κατάσταση ενός σώματος είναι και η κίνηση με σταθερή ταχύτητα Η τάση διατήρησης της κινητικής κατάστασης είναι ιδιότητα των σωμάτων που λέγεται αδράνεια Η εξαγωγή του νόμου αδράνειας έγινε με νοητικό πείραμα σε συνδυασμό κεκλιμένων επιπέδων και με την εξιδανίκευση ότι δεν υπάρχουν τριβές Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

53 Γιατί το κιβώτιο που ωθούμε με σταθερή δύναμη έχει σταθερή ταχύτητα;
Επειδή αντιτίθεται ίση κατά μέτρο τριβή (ολίσθησης) και η συνολική δύναμη που δέχεται είναι μηδέν, σύμφωνα με το νόμο της αδράνειας Περίπτωση στην οποία, έστω κατά προσέγγιση δεν ασκούνται δυνάμεις; Ένα διαστημόπλοιο μακριά από τους πλανήτες και με κλειστή μηχανή ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα Ήδη εφαρμόσαμε τον ίδιο νόμο σε Γη και ουρανό ! Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

54 Αναπαράσταση του νοητικού πειράματος του Γαλιλαίου για το νόμο της αδράνειας με δική μας κατασκευή
Αν αφήσουμε στο κατηφορικό κεκλιμένο επίπεδο μια σφαίρα να κυλίσει, θα δέχεται δύναμη που επιταχύνει. Στο ανηφορικό, δύναμη που επιβραδύνει. Στο οριζόντιο καθόλου. Η κίνηση σταματά σε χαμηλότερο ύψος λόγω τριβών, αλλά πάντα στο ίδιο ύψος (αυτό που δείχνει το νήμα) αν μειώνουμε την κλίση του ανηφορικού κεκλιμένου επιπέδου. Αν οριζοντιώσουμε το ανηφορικό επίπεδο (δύναμη μηδέν) πού θα σταματήσει η κίνηση της σφαίρας, αφού δεν μπορεί να φτάσει στο ύψος του νήματος; Στην πράξη πολύ μακριά. Απουσία τριβών ποτέ, δηλαδή θα κινείται για πάντα με σταθερή ταχύτητα. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

55 Νόμος ελεύθερης πτώσης Τα συμπεράσματα του Γαλιλαίου
Αριστοτελική φυσική: Τα βαρύτερα σώματα πέφτουν γρηγορότερα (συμβαίνει σε ορισμένες περιπτώσεις πτώσης στον αέρα) και η μετατόπιση είναι ανάλογη με το χρόνο Ορισμός ελεύθερης πτώσης: Η κατακόρυφη προς τα κάτω κίνηση που κάνει ένα σώμα, όταν αφήνεται να πέσει χωρίς αρχική ταχύτητα από σχετικά μικρό ύψος και δέχεται μόνο την επίδραση της βαρύτητας (αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει αντίσταση αέρα δηλ. κενό ή ότι είναι αμελητέα, που ισχύει για πυκνά σώματα και μικρές ταχύτητες) Τα συμπεράσματα του Γαλιλαίου Ο χρόνος πτώσεως των σωμάτων στον αέρα, από ένα ορισμένο ύψος είναι ίδιος για μερικά μόνο σώματα και δεν εξαρτάται από το βάρος τους Στην ελεύθερη πτώση όλα τα σώματα που αφήνονται να πέσουν από το ίδιο ύψος, φτάνουν στο έδαφος στον ίδιο χρόνο, ανεξάρτητα από το βάρος τους Το ύψος από το οποίο αφήνονται να πέσουν ελεύθερα τα σώματα είναι ανάλογο με το τετράγωνο του χρόνου πτώσεώς τους (νόμος μετατόπισης) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

56 Τα πειράματα του Γαλιλαίου Για το νόμο της μετατόπισης
Δυο σώματα με όμοιες διαστάσεις και διαφορετικό βάρος, το ένα πάνω στο άλλο και ανάποδα, έπεσαν μαζί χωρίς να δημιουργηθεί απόσταση μεταξύ τους. Άρα η επιτάχυνση των σωμάτων κατά την πτώση τους είναι ίδια Για το νόμο της μετατόπισης Στην εποχή του δεν υπήρχε αντλία κενού, ούτε ρολόγια Έτσι, αντί για την πτώση στο κενό χρησιμοποίησε κύλιση σφαίρας σε κεκλιμένο επίπεδο, που είναι κίνηση με όμοιο χαρακτήρα Για τη χρονομέτρηση χρησιμοποίησε ένα είδος υδροχρονόμετρου με νερό που μαζευόταν σε δοχείο από σωλήνα μικρής διαμέτρου (κατά ορισμένους και το ρυθμό τραγουδιού !) Προέκυψε ότι η μετατόπιση είναι ανάλογη με το τετράγωνο του βάρους του νερού που μαζευόταν, δηλαδή ανάλογη με το τετράγωνο του χρόνου πτώσης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

57 Αναλυτική διατύπωση νόμου ελεύθερης πτώσης
1. Στην ελεύθερη πτώση όλα τα σώματα, ανεξάρτητα από τη μάζα τους, εφόσον αφήνονται από το ίδιο ύψος πέφτουν ταυτόχρονα. Έτσι π.χ. ένα μήλο και ένα φτερό μέσα σε σωλήνα κενού (χωρίς αέρα) πέφτουν ταυτόχρονα, αλλά και στον αέρα μια ελαφριά και μια βαριά πέτρα πέφτουν ταυτόχρονα, αφού γι’ αυτές η αντίσταση του αέρα είναι αμελητέα 2. Η ελεύθερη πτώση είναι μια ευθύγραμμη (κατακόρυφη) ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση χωρίς αρχική ταχύτητα, με επιτάχυνση αυτήν που προσδίδει η βαρύτητα, οπότε ειδικότερα ισχύουν: Νόμος της επιτάχυνσης. Η επιτάχυνση των σωμάτων στην ελεύθερη πτώση, δηλαδή η επιτάχυνση της βαρύτητας g, είναι ίδια για όλα τα σώματα που βρίσκονται στον ίδιο τόπο, ανεξάρτητα από το βάρος τους και για μικρές περιοχές θεωρείται σταθερή. Δηλαδή: g = σταθερή Νόμος της ταχύτητας. Η ταχύτητα υ ενός σώματος που πέφτει ελεύθερα είναι ανάλογη με το χρόνο πτώσεως. Δηλαδή υ = g · t Νόμος της μετατόπισης. Η μετατόπιση ψ, από την αρχική του θέση ενός σώματος που πέφτει ελεύθερα, είναι ανάλογη με το τετράγωνο του χρόνου πτώσεως. Δηλαδή: ψ = (1/2) g t2 Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

58 Το πείραμά μας για την ελεύθερη πτώση
1η ΦΑΣΗ Χρησιμοποιήσαμε κεκλιμένο επίπεδο, που κατασκευάσαμε. Με τη βοήθεια στηριγμάτων, κάναμε την κλίση 15 ο και αφήσαμε να κυλίσει χωρίς ολίσθηση μια μεταλλική σφαίρα από αποστάσεις 20, 40, 60 και 80 cm, χρονομετρώντας τους χρόνους κίνησης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

59 Το πείραμά μας για την ελεύθερη πτώση
Μετά κάναμε το διάγραμμα απόστασης - τετραγώνου του χρόνου. Βρήκαμε ευθεία, χωρίς να περνά από την αρχή των αξόνων, κυρίως λόγω σφαλμάτων που έχουν να κάνουν με το χρόνο αντίδρασής μας κατά τη χρονομέτρηση Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

60 Το πείραμά μας για την ελεύθερη πτώση
2η ΦΑΣΗ Πήραμε μια γυάλινη σφαίρα με παρόμοιες διαστάσεις, περίπου 3,7 φορές πιο ελαφριά και την αφήσαμε να πέσει από το ίδιο ύψος με τη μεταλλική. Έφτασαν στο δάπεδο ταυτόχρονα. Στη συνέχεια χρονομετρήσαμε το χρόνο κίνησής της στο κεκλιμένο επίπεδο από τα 80 cm και βρήκαμε ίδιο χρόνο με τη σιδερένια. Επομένως η κύλιση σφαίρας σε κεκλιμένο επίπεδο, έχει πράγματι παρόμοιο χαρακτήρα με την ελεύθερη πτώση, με την έννοια ότι δεν παίζει ρόλο η μάζα των σωμάτων Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

61 Συμπεράσματα Με το Γαλιλαίο άλλαξε ριζικά ο τρόπος προσέγγισης της φύσης. Σ’ αυτόν οφείλουμε: Την καθιέρωση του πειράματος στη φυσική Την εισαγωγή ποσοτικών σχέσεων στην περιγραφή των φυσικών φαινομένων (μαζί με τον Κέπλερ στον τομέα της αστρονομίας) Τη χρήση της εξιδανίκευσης και των μοντέλων για την ανάλυση των φυσικών φαινομένων και την εξαγωγή νόμων που «εμποδίζει» η πολυπλοκότητά τους Τη χρήση του τηλεσκοπίου για αστρονομικές παρατηρήσεις Τη διατύπωση του νόμου της αδράνειας και του νόμου της ελεύθερης πτώσης. Ο τελευταίος θα αντικαταστήσει τη βαρύτητα του Αριστοτέλη και θα ανοίξει το δρόμο για της νέες θεωρίες βαρύτητας: του Νεύτωνα και τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν Η συμβολή του στη Φυσική ενέπνευσε τους μαθητές της ομάδας του, να γράψουν ένα ποίημα αφιερωμένο σ’ αυτόν Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

62 Ποίημα αφιερωμένο στο Γαλιλαίο
Γαλιλαίο Γαλιλέι είσαι μεγάλος, ξακουστός κάθε άνθρωπος το λέει της Φυσικής ένας σταθμός. Στην Πίζα σε μεγάλωσαν χρόνια γεμάτα μουσική τα γράμματα σου γνώρισαν της Φλωρεντίας μοναχοί. Στα δεκαοχτώ σου έτη είδες ψηλά στα εκκρεμή των κινήσεων η μελέτη αυτή ήταν μόνο η αρχή. Έδειξες πειραματικά με ευφυΐα τιτάνια των πτώσεων τα μυστικά και τι `ναι η αδράνεια. Ρόδινα όλα τα είδες καίγοντας της γης το δάκρυ και τ’ αδύναμα τα πήγες σε ταξίδια δίχως άκρη. Κι αν δεν άδειασες αέρα πάνω σε πλαγιά από ξύλο έκανες το βάρος πέρα κι ένα ήταν χαλκός και φύλο. Δε σε σκίασε η ώρα μα είπες για την πτώση όλων με νερό κόντρα στη μπόρα και με γλώσσα των συμβόλων. Το τηλεσκόπιο πιο ψηλά ανέβασες φορές εννιά τ’ αστέρια γίναν πιο πολλά κι είδες του Δία τα παιδιά. Είπες ότι γυρίζει η Γη και κηλίδα ήταν μεγάλη μετά για μια μόνο στιγμή ο Ήλιος έγινε σκοτάδι. Και όμως η Γη γυρίζει ο Ήλιος έλαμψε ξανά και ο κόσμος πια γνωρίζει μετασχημάτισες πολλά. Πριν σε γνωρίσω πίστευα αισθήσεων νόμους φανερούς μετά να μάθω γύρευα τι κρύβουν έρευνα και νους. Άπλωσες γιγάντιους ώμους να σταθούν άλλοι μεγάλοι εσύ έδειξες τους δρόμους για να δουν μακριά και πάλι ! Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 3: Ο Γαλιλαίος

63 ΟΜΑΔΑ 4 Ο ΝΕΥΤΩΝΑΣ ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ: ΜΕΛΕΤΗ ΝΟΜΩΝ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ ΚΑΙ ΕΝΙΑΙΑ ΕΞΗΓΗΣΗ «ΕΠΙΓΕΙΩΝ» ΚΑΙ «ΟΥΡΑΝΙΩΝ» ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: Πότε έγινε η πρώτη μεγάλη ενοποίηση στη Φυσική; Επιπλέον: Η κατάσταση της φυσικής μετά τη Νευτωνική σύνθεση ΥΠΟ-ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ: Βιογραφία και έργο του Νεύτωνα Οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα – Εξήγηση «επίγειων» φαινομένων Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης – Εξήγηση νόμων του Κέπλερ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

64 Βιογραφία του Νεύτωνα (1643 – 1729)
Γεννήθηκε ορφανός το 1643 (Χριστούγεννα του 1642 με το παλιό) στο χωριό Γούλσθορπ Η μητέρα του ξαναπαντρεύτηκε και τον άφησε στη γιαγιά του, γεγονός που επέδρασε στο χαρακτήρα του. Ξαναγύρισε κοντά του το 1653 μετά το θάνατο του πατριού. Τον προόριζε για αγροτικό τρόπο ζωής, αλλά δεν τα κατάφερε Το 1661 άρχισε σπουδές στο κολέγιο Trinity του Cambridge (ασχολήθηκε με οπτική, μελέτη μηχανοκρατικών, μαθηματικά του Καρτέσιου) Το 1664 κέρδισε υποτροφία, το 1665 επέστρεψε λόγω επιδημίας πανούκλας στο Γούλσθορπ και ακολούθησαν τα «θαυμαστά χρόνια» με τις ανακαλύψεις του (θεωρία χρωμάτων, παγκόσμια έλξη, απειροστικός λογισμός) Το 1667 έγινε μέλος της πανεπιστημιακής κοινότητας και το διαδέχτηκε τον Μπάροου στη Λουκασιανή έδρα των μαθηματικών στο Cambridge Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

65 Βιογραφία του Νεύτωνα (1643 – 1729)
Το 1672 εκλέχθηκε μέλος της Βασιλικής Εταιρίας του Λονδίνου Το 1687 εκδόθηκε το «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας), για πολλούς το σημαντικότερο βιβλίο φυσικής που γράφηκε ποτέ, με το οποίο θεμελιώθηκε η κλασική μηχανική και ιδρύθηκε νέα κοσμολογική άποψη για τη βαρύτητα, που αναθεώρησε το 1915 ο Αϊνστάιν Το 1689 έγινε αντιπρόσωπος στη βουλή Το 1693 υπέστη νευρική κατάπτωση, χωρίς να είναι η πρώτη. Για τις ανακαλύψεις του πάντα είχε διαμάχες, κυρίως με τον Χουκ, αλλά και τον Λάιμπνιτς, για την «πατρότητα» του απειροστικού λογισμού Το 1696 έγινε διευθυντής του Βασιλικού Νομισματοκοπείου Το 1703 η Βασιλική Εταιρεία τον εξέλεξε πρόεδρο της, μια θέση που διατήρησε για όλη την υπόλοιπη ζωή του. Τα επόμενα χρόνια εκδίδονται τα έργα του Απεβίωσε το 1727 σε ηλικία 85 ετών . Ενταφιάστηκε στο αβαείο του Γουεστμίνστερ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

66 Το έργο του Νεύτωνα Υπήρξε η κορυφαία επιστημονική φυσιογνωμία της Επιστημονικής Επανάστασης και θεωρείται από τους μεγαλύτερους επιστήμονες όλων των εποχών Στα μαθηματικά η κύρια συνεισφορά του ήταν η θεμελίωση των σύγχρονων μαθηματικών με τη διατύπωση - παράλληλα με τον Leibniz - του Απειροστικού Λογισμού Στην οπτική ανέπτυξε την επαναστατική για την εποχή αντίληψη ότι το λευκό φως δεν είναι μια απλή ομογενής οντότητα, αλλά σύνθεση πολλών χρωμάτων και επέκτεινε στο φως την ατομική αντίληψη του Δημόκριτου (σωματιδιακή φύση του φωτός). Εφεύρεσή του ήταν το κατοπτρικό τηλεσκόπιο με πλεονεκτήματα έναντι του διαθλαστικού Πολύ περισσότερο, είναι ο θεμελιωτής της κλασικής μηχανικής, καθώς βασιζόμενος κυρίως στις παρατηρήσεις του Γαλιλαίου και στους νόμους του Κέπλερ για την κίνηση των πλανητών, διατύπωσε τους τρεις μνημειώδεις νόμους της κίνησης και το νόμο της παγκόσμιας έλξης Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

67 ΤΑ PRINCIPIA ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ
Βιβλίο διατυπωμένο σε αρχαϊκό φορμαλισμό, στη συνθετική γεωμετρία των Αρχαίων Ελλήνων Στον πρόλογο αναφέρεται ότι φιλοδοξία ήταν να ενώσει τους κλάδους της γεωμετρίας και της μηχανικής «και για τούτο παρουσιάζουμε αυτό το έργο ως μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας» Στην εισαγωγή δίνονται ορισμοί εννοιών (με μαθηματικό τρόπο) και αξιώματα που θα χρησιμοποιηθούν και παρουσιάζονται τα τρία «αξιώματα ή νόμοι της κίνησης» Στο πρώτο βιβλίο, που είναι μια πραγματεία για τη μηχανική, ασχολείται συστηματικά με την εφαρμογή των τριών νόμων – αξιωμάτων Στο δεύτερο βιβλίο ασχολείται συστηματικά με κινήσεις ρευστών Στο τρίτο βιβλίο, που φέρει τον τίτλο «Το σύστημα του Κόσμου», φτάνει στον τελικό σκοπό του, που ήταν η εφαρμογή των αρχών της δυναμικής του στο πλανητικό σύστημα. Αποδεικνύει ότι οι δυνάμεις που καθορίζουν την κίνηση των πλανητών είναι της ίδιας φύσης με τη γήινη βαρύτητα Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

68 Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα (νόμος της αδράνειας)
Διατύπωση Νεύτωνα: «Κάθε σώμα διατηρείται στην κατάσταση της ακινη- σίας ή της ευθύγραμμης ομοιόμορφης κίνησής του, εκτός εάν εξαναγκαστεί σε μεταβολή αυτής της κατάστασης από δυνάμεις ασκούμενες σε αυτό» Μαθηματικά μπορούμε να εκφράσουμε τον πρώτο νόμο: Δηλαδή όταν σε ένα αντικείμενο δεν ασκούνται δυνάμεις ή ασκούνται και η συνισταμένη τους είναι μηδέν, τότε το αντικείμενο ισορροπεί, δηλαδή ηρεμεί ή κινείται ευθύγραμμα με σταθερή ταχύτητα Ο πρώτος νόμος εισάγει την έννοια της αδράνειας, ως τάση διατήρησης της κινητικής κατάστασης. Π.χ. α) Όταν φρενάρει ένα αυτοκίνητο, οι επιβάτες πετάγονται προς τα εμπρός, γιατί έχουν την τάση να διατηρήσουν την ταχύτητα που είχαν, ίδια με του αυτοκινήτου πριν αυτό φρενάρει. β) Σε μια ενστικτώδη κίνηση, όταν είναι βρεγμένο το χέρι μας το τινάζουμε, για να φύγει το νερό από αυτό. Οι σταγόνες φεύγουν από το χέρι μας, λόγω της τάσης τους να διατηρήσουν την ταχύτητα που είχαν λίγο πριν το ακινητοποιήσουμε Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

69 Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (θεμελιώδης νόμος της μηχανικής)
Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (θεμελιώδης νόμος της μηχανικής) Διατύπωση Νεύτωνα: «Η μεταβολή στην κίνηση (motus) είναι ανάλογη προς την ασκούμενη κινητήρια δύναμη, και συντελείται στην κατεύθυνση της ευθείας γραμμής στην οποία ασκείται η δύναμη» Αν με τον όρο «motus» υπονοείται η ποσότητα κίνησης (ορμή), τότε ισχύει η γενική διατύπωση: Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής ενός σώματος είναι ίσος με τη συνισταμένη δύναμη που εφαρμόζεται σ’ αυτό και η μεταβολή γίνεται κατά τη διεύθυνση αυτής της δύναμης, δηλαδή: Για ταχύτητες πολύ μικρότερες του φωτός, όπου οι μάζες θεωρούνται σταθερές: Όταν σε ένα σώμα ασκείται μια συνισταμένη δύναμη ΣF, τότε το σώμα αποκτά επιτάχυνση α, με ίδια κατεύθυνση και μέτρο ανάλογο με αυτό της συνισταμένης δύναμης, δηλαδή: Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

70 Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (Θεμελιώδης Νόμος της Μηχανικής – Θ.Ν.Μ.)
Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (Θεμελιώδης Νόμος της Μηχανικής – Θ.Ν.Μ.) Παρατηρήσεις και εφαρμογές στο δεύτερο νόμο: Εισάγει την έννοια - ορισμό της δύναμης, ως μέτρου μεταβολής της κίνησης και τον ορισμό της μάζας, ως κάτι διαφορετικό από το βάρος Η άλλη όψη της αδράνειας: αντίσταση στη μεταβολή της κινητικής κατάστασης, με μέτρο τη μάζα. Π.χ. είναι πιο δύσκολο να κυλίσουμε ένα γεμάτο βαρέλι από ένα άδειο Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

71 Διερεύνηση του Θ.Ν.Μ. – Καθορισμός είδους ευθύγραμμων κινήσεων
Η συνολική δύναμη ΣF και η αρχική ταχύτητα υο, μπορούν να καθορίσουν το μέλλον της κίνησης ενός σώματος Αν ΣF = 0, τότε mα = 0  α = 0  Δυ = 0  υ = σταθ. (προκύπτει ο πρώτος νόμος). Δηλαδή: Αν το σώμα είναι ακίνητο, θα παραμείνει ακίνητο Αν έχει ταχύτητα, θα τη διατηρήσει (ευθύγραμμη ομαλή κίνηση) Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

72 Διερεύνηση του Θ.Ν.Μ. – Καθορισμός είδους ευθύγραμμων κινήσεων
Αν ΣF = σταθ. τότε mα = σταθ.  α = σταθ.  Δυ/Δt = σταθ. δηλ. έχουμε σταθερό ρυθμό μεταβολής ταχύτητας και οι κινήσεις είναι ομαλά μεταβαλλόμενες. Συγκεκριμένα: Αν το σώμα αρχικά είναι ακίνητο, τότε θα κάνει ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση χωρίς αρχική ταχύτητα Αν έχει αρχική ταχύτητα και η ΣF (άρα και η Δυ) έχει ίδια φορά μ’ αυτήν, τότε θα κάνει ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση με αρχική ταχύτητα (ίδια φορά δηλ. ίδιο πρόσημο σε ευθεία, αρχικής ταχύτητας και Δυ, σημαίνει αύξηση ταχύτητας) Αν έχει αρχική ταχύτητα και η ΣF (άρα και η Δυ) έχει αντίθετη φορά μ’ αυτήν, τότε θα κάνει ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση (αντίθετη φορά δηλ. αντίθετο πρόσημο σε ευθεία, αρχικής ταχύτητας και Δυ, σημαίνει μείωση ταχύτητας) Αν η ΣF δεν είναι σταθερή, τότε και ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας δεν θα είναι σταθερός. Οι κινήσεις είναι μεταβαλλόμενες, αλλά όχι ομαλά Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

73 Πότε ωθούμε ένα κιβώτιο με επιτάχυνση;
Όταν η δύναμή μας έχει μεγαλύτερο μέτρο από την τριβή ολίσθησης και η συνισταμένη δύναμη δεν είναι μηδέν. Τότε ο Θ.Μ.Μ. δίνει: Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

74 Τι συμβαίνει όταν σταματά η δύναμη στο κιβώτιο;
Δεν έχουμε άμεση ακινητοποίηση του κιβωτίου, αλλά την επιβράδυνσή του μέχρι να σταματήσει. Η τριβή τότε αποτελεί τη συνισταμένη, που θα έχει αντίθετη φορά με την ταχύτητα του κιβωτίου Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

75 Κινήσεις στο επίπεδο – οριζόντια βολή
Με ΣF κάθετη στην αρχική ταχύτητα και σταθερή κατά διεύθυνση, φορά και μέτρο έχουμε παραβολική τροχιά, όπως σε μια πέτρα που πετάμε οριζόντια και ασκείται μόνο το βάρος (αντίσταση αέρα αμελητέα). Η κίνηση είναι σύνθετη: Στην οριζόντια διεύθυνση (άξονας x) έχουμε ευθύγραμμη ομαλή κίνηση, επειδή δεν υπάρχει δύναμη. Άρα το σώμα μετακινείται οριζόντια λόγω αδράνειας και όχι επειδή αναλαμβάνει να το κινήσει ο αέρας (θεωρία αντιπερίστασης). Στην κατακόρυφη διεύθυνση (άξονας ψ) έχουμε ελεύθερη πτώση. Άρα τα το σώμα πέφτει λόγω του βάρους και όχι λόγω απωλειών κατά τη μετάδοση της κίνησης μεταξύ των στρωμάτων του αέρα (θεωρία αντιπερίστασης). Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

76 Κινήσεις στο επίπεδο – ομαλή κυκλική κίνηση
Με ΣF σταθερού μέτρου, που είναι συνεχώς κάθετη στην ταχύτητα έχουμε ομαλή κυκλική κίνηση. Η ΣF τότε έχει κατεύθυνση προς το κέντρο του κύκλου και λέγεται κεντρομόλος. Άρα η δύναμη που κρατά τα σώματα σε κύκλους είναι ακτινική (και όχι εφαπτομενική, όπως είχε υποθέσει ο Κέπλερ για τους πλανήτες). Π.χ. σε μια πέτρα που κάνει κύκλο πάνω σε λείο τραπέζι, κεντρομόλος δύναμη είναι η τάση του νήματος. Αν κοπεί το νήμα, σταματά ο κύκλος Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

77 Το νοητικό πείραμα του Νεύτωνα για τους δορυφόρους
Αν σε οριζόντια βολή μιας πέτρας από κάποιο ύψος, αυξάνουμε την αρχική ταχύτητα, τότε αυτή θα πέφτει όλο και μακρύτερα. Για κάποια όμως αρκετά μεγάλη ταχύτητα δεν θα πέσει, αλλά θα γίνει δορυφόρος της Γης. Το «νήμα» που θα κρατά την πέτρα σε κυκλική τροχιά δεν θα είναι, παρά το βάρος της. Εντυπωσιακό: Ποια δύναμη ασκείται στην ελεύθερη πτώση, στην οριζόντια βολή, στο δορυφόρο; Σε όλες περιπτώσεις, μόνο το βάρος. Τη διαφορά στις κινήσεις κάνει η αρχική ταχύτητα ! Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

78 Το πείραμά μας για το δεύτερο νόμο
Χρησιμοποιήσαμε το σύστημα του σχήματος , δηλαδή το κρεμασμένο βαρίδιο και το εργαστηριακό αμαξίδιο με κολλημένο άλλο βαρίδιο πάνω του, που συνδέσαμε με νήμα μέσω τροχαλίας. Έτσι, με το κρεμασμένο βαρίδιο (50g, 100g, 150g, 200g) αλλάζαμε τη συνισταμένη δύναμη στο σύστημα, που ήταν το βάρος του μείον την τριβή, και παράλληλα κρατούσαμε σταθερή τη μάζα του συστήματος, που ήταν η μάζα μάζα του αμαξιδίου συν τις μάζες των βαριδίων, που αλλάζαμε ώστε να είναι συνολικά 250 g. Η τριβή υπολογιζόταν κάθε φορά με ανάρτηση και ζύγιση μικρών συρμάτινων βαριδίων, που κινούσαν το σύστημα αργά και με σταθερή ταχύτητα. Με τη βοήθεια των φωτοπυλών, που στερεώσαμε κατακόρυφα σε καθορισμένη απόσταση (25 cm) και του μαρκαδόρου, που κολλήσαμε στο αμαξίδιο (διάμετρος 1,5 cm) και περνούσε από τις φωτοπύλες, μετρούσαμε κάθε φορά την επιτάχυνση της κίνησης του συστήματος Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

79 Το πείραμά μας για το δεύτερο νόμο
Το διάγραμμα συνισταμένης δύναμης – επιτάχυνσης, με μικρό σφάλμα, προέκυψε ευθεία που περνά από την αρχή των αξόνων, δηλαδή είναι μεταξύ τους ανάλογες Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

80 Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα (αρχή δράσης - αντίδρασης)
Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα (αρχή δράσης - αντίδρασης) Διατύπωση Νεύτωνα: «Σε κάθε δράση αντιστοιχεί πάντοτε μία αντιτιθέμενη ίση αντίδραση ή οι αμοιβαίες δράσεις δύο σωμάτων ανάμεσα στο ένα και το άλλο είναι πάντοτε ίσες και κατευθύνονται αντίθετα» Αναλυτικά μπορούμε να πούμε: Όταν ένα σώμα Α ασκεί μια δύναμη FAB σε ένα άλλο σώμα Β, τότε και το Β ασκεί στο Α μια δύναμη FBA ίσου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης, δηλαδή κάθε χρονική στιγμή ισχύει FAB = - FBA Παρατηρήσεις για τον τρίτο νόμο Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο οι δυνάμεις στη φύση εμφανίζονται κατά ζεύγη (δράση - αντίδραση). Συνήθως θεωρούμε ως δράσεις τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα που μελετάμε και αντιδράσεις τις δυνάμεις που ασκούνται στα σώματα του περιβάλλοντός του Ζεύγη αντίθετων δυνάμεων δε σημαίνει ανυπαρξία κινήσεων, επειδή η δράση και η αντίδραση ασκούνται σε διαφορετικά σώματα και όταν μελετάμε ένα σώμα δεν έχει νόημα να μιλάμε για τη συνισταμένη τους Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

81 Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα (αρχή δράσης - αντίδρασης)
Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα (αρχή δράσης - αντίδρασης) Φαινόμενα που εξηγούνται με τον τρίτο νόμο είναι: α) Το βάδισμά μας, κατά το οποίο ωθούμε με το πόδι μας το έδαφος προς τα πίσω και αυτό μας ωθεί μπροστά. β) Η κίνηση των πυραύλων, κατά την οποία ωθούνται τα αέρια από τα τοιχώματα του χώρου καύσης προς τα πίσω και αυτά ωθούν τον πύραυλο μπροστά Βασική αρχή της φυσικής που είναι άμεση συνέπεια του τρίτου νόμου είναι η Αρχή Διατήρησης της Ορμής Όπως δείχνει το σχήμα, όπου οι δράσεις στο κιβώτιο είναι με μαύρα διανύσματα και οι αντιδράσεις τους με κόκκινα και τονούμενα σύμβολα, η αντίδραση στο βάρος Β του κιβωτίου δεν είναι η δύναμη στήριξης Ν από το δάπεδο, αλλά η Β΄ που ασκείται στη Γη από το κιβώτιο. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

82 Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης
Προέκυψε από τις προσπάθειες του Νεύτωνα να εξηγήσει τις κινήσεις των πλανητών και είναι προϊόν μιας από τις πιο τολμηρές γενικεύσεις στην ιστορία της ανθρώπινης σκέψης. Διατυπώνεται ως εξής: Η βαρυτική δύναμη Fβ που ασκείται μεταξύ δυο υλικών σημείων με μάζες m1 και m2 που απέχουν απόσταση r μεταξύ τους οπουδήποτε στο σύμπαν: α) έχει διεύθυνση την ευθεία που διέρχεται από τα υλικά σημεία, β) είναι πάντα ελκτική, γ) έχει μέτρο ανάλογο με το γινόμενο των μαζών και αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης των υλικών σημείων, δηλαδή όπου G μια σταθερά, που λέγεται σταθερά της παγκόσμιας έλξης, έχει την ίδια τιμή για όλα τα ζευγάρια μαζών στο σύμπαν και είναι ανεξάρτητη από το υλικό που παρεμβάλλεται μεταξύ των υλικών Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

83 Παρατηρήσεις για το νόμο της παγκόσμιας έλξης
Ισχύει για σημειακές μάζες (υλικά σημεία), αλλά και για ομογενείς σφαίρες, οι οποίες συμπεριφέρονται σαν η μάζα τους να είναι συγκεντρωμένη στο κέντρο τους Αν εφαρμοστεί μεταξύ της Γης (μάζα Μ) και ενός σώματος μάζας m, τότε η δύναμη δεν είναι παρά το βάρος του σώματος, δηλαδή όπου r είναι η απόσταση του σώματος από το κέντρο της γης. Την ίδια δύναμη δέχεται και η Γη (οι δυνάμεις παγκόσμιας έλξης έχουν σχέση δράσης - αντίδρασης) Με το νόμο αυτό άλλαξε η ιδιότητα «βαρύ» με την οποία είχε προικίσει τα σώματα ο Αριστοτέλης. Το βάρος είναι μια δύναμη, όπως οι άλλες,που προκαλεί αλλαγή στην κινητική κατάσταση των σωμάτων Οι δυνάμεις παγκόσμιας έλξης είναι οι ίδιες και «μεταφέρονται» ανεξάρτητα αν τα σώματα βρίσκονται στο κενό ή παρεμβάλλεται μεταξύ τους κάποιο μέσο. Χαρακτηρίζονται κεντρικές και λέμε ότι ακολουθούν το νόμο του αντιστρόφου τετραγώνου Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

84 Παρατηρήσεις για το νόμο της παγκόσμιας έλξης
Οι δυνάμεις παγκόσμιας έλξης ανήκουν στις δυνάμεις από απόσταση (όπως οι ηλεκτρικές και οι μαγνητικές) και υπήρχαν γι’ αυτές δυο σημαντικά ερωτήματα: α) Ποια είναι η προέλευση αυτών των δυνάμεων; β) Πώς μεταφέρονται. Η αναζήτηση απάντησης στο δεύτερο ερώτημα οδήγησε αργότερα στην εισαγωγή της έννοιας του πεδίου δυνάμεων από τον Faraday, έννοια «απόγονος» της «σφαίρας επιρροής», που είχε χρησιμοποιήσει ο Gilbert Οι βαρυτικές δυνάμεις θεωρητικά δεν μηδενίζονται ποτέ (στο άπειρο). Θεωρητικά: «Κόβεις ένα λουλούδι στη Γη και κινείς το πιο μακρινό αστέρι» (Paul Dirac) Η πειραματική επαλήθευση του νόμου της παγκόσμιας έλξης και η μέτρηση της σταθεράς G, έγιναν ένα περίπου αιώνα μετά τη δημοσίευσή του, από τον Henry Cavendish με τον ομώνυμο ζυγό στρέψης Σκίτσο: Μπεκιαρίδου Βάσω Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

85 Απόδειξη του τρίτου νόμου του Κέπλερ
Θεωρούμε για απλότητα την τροχιά ενός πλανήτη με μάζα m, γύρω από τον Ήλιο (μάζα Μ), κυκλική. Η βαρυτική δύναμη στον πλανήτη από τον Ήλιο αποτελεί την απαραίτητη κεντρομόλο δύναμη, δηλαδή Fκ = Fβ. Από το Θεμελιώδη Νόμο της Μηχανικής Fκ = mακ και από τη σχέση της κεντρομόλου επιτάχυνσης ακ = υ2/r έχουμε: Εξάλλου, από τη σχέση ταχύτητας υ, ακτίνας r και περιόδου Τ (ο χρόνος για μια πλήρη περιφορά του πλανήτη) της ομαλής κυκλικής κίνησης ισχύει: Βρήκαμε ότι τα τετράγωνα των περιόδων περιφοράς των πλανητών είναι ανάλογα προς τους κύβους των ακτίνων τους, δηλαδή ο τρίτος νόμος του Κέπλερ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

86 Συμπεράσματα Ο Νεύτων είναι από τους μεγαλύτερους επιστήμονες όλων των εποχών και το «Principia» θεωρείται από πολλούς το σημαντικότερο βιβλίο Φυσικής, που γράφτηκε ποτέ Θεμελίωσε τη κλασική μηχανική, που μαζί με τον ηλεκτρομαγνητισμό, όπως τον διατύπωσε στις περίφημες εξισώσεις του ο Μάξγουελ, αποτελούν την Κλασική Φυσική Διατύπωσε με μαθηματικό τρόπο φυσικές έννοιες, των οποίων η βασική υπόσταση δεν ήταν απαραίτητα κατανοητή (χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα της δύναμης) Εδραίωσε τη μαθηματική αναπαράσταση των φυσικών φαινομένων και την πειραματική διερεύνησή τους Κατάφερε να συνθέσει τη μηχανοκρατική με τη μη μηχανοκρατική αντίληψη της λειτουργίας της φύσης, ανοίγοντας νέους δρόμους στη φυσική φιλοσοφία. Η επαλήθευση των φυσικών νόμων μέσα από έναν αιτιοκρατικό τρόπο σκέψης (ντετερμινισμός), ώθησε σε μια νέα αντίληψη φυσικών και κοινωνικών πραγμάτων στην περίοδο του Διαφωτισμού Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

87 Συμπεράσματα Παράλληλα μεγάλη ήταν η προσφορά του στην οπτική (θεωρία χρωμάτων, σωματιδιακή φύση φωτός) και στα μαθηματικά (απειροστικός λογισμός) Η ΒΑΣΙΚΗ ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΑ ΤΟΥ ΗΤΑΝ Η ΠΡΩΤΗ ΜΕΓΑΛΗ ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ: Η ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΕΠΙΓΕΙΩΝ ΚΑΙ ΟΥΡΑΝΙΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΜΕ ΙΔΙΟΥΣ ΝΟΜΟΥΣ Με την ενοποίηση των επίγειων με τις ουράνιες δυνάμεις ξεκίνησε μια μεγάλη διαδικασία στη φυσική, που σήμερα λέμε «ενοποίηση των δυνάμεων» Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

88 Η κατάσταση της Φυσικής μετά το Νεύτωνα
Ένα ακόμα είδος δογματισμού και κάμψης στην ιστορία της Φυσικής ακολούθησε το Νεύτωνα, γνωστό με τον όρο «μηχανιστικό δόγμα»: Οποιαδή- ποτε διαφορετική άποψη ή επέκταση φαινόταν χωρίς νόημα και έφτανε η νευτώ- νεια μηχανική για το μέλλον της φυσικής και για να εξαχθούν αιώνιες αλήθειες Κύριος εκφραστής ο Pierre Laplace (Πιερ Λαπλάς): Δεδομένων κάποιων αρχικών συνθηκών υπάρχει η δυνατότητα πλήρους πρόβλεψης της μελλοντικής εξέλιξης του κόσμου. Το σύμπαν είναι μια τεράστια μηχανή με απόλυτα προκαθορισμένη λειτουργία Το «μηχανιστικό δόγμα» (με την έννοια εξήγησης των πάντων) άρχισε να κλονίζεται κατά τη βιομηχανική επανάσταση , οπότε έγινε και η ανακάλυψη της ατμομηχανής, οπότε τέθηκαν ερωτήματα του είδους: α) Τι χρειάζεται για να γεννηθεί μια δύναμη; β) Πώς εξηγείται η δύναμη που κρύβουν τα καύσιμα; γ) Πώς μπορεί να βελτιωθεί η απόδοση της ατμομηχανής; Υπήρχε ανάγκη από μια νέα έννοια και αυτή ήταν η έννοια της ενέργειας Η αιτιοκρατική («ντετερμινιστική») εικόνα του Σύμπαντος παρέμεινε κυρίαρχη στη φυσική έως τις αρχές του 20ού αι., όταν άρχισε να αμφισβητείται από τις εξελίξεις στη φυσική του μικρόκοσμου και την εμφάνιση της κβαντικής θεωρίας Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά Ομάδα 4: Ο Νεύτωνας

89 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Τα συμπεράσματα μας για τα τέσσερα βασικά στάδια με τα οποία ασχοληθήκαμε συνοψίζονται ως εξής: ΠΡΟΣΩΚΡΑΤΙΚΟΙ ΦΙΛΟΣΟΦΟΙ: ΜΕΤΑΒΑΣΗ ΑΠΟ ΤΙΣ ΜΥΘΙΚΕΣ ΕΞΙΣΤΟΡΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΗΣ ΦΥΣΗΣ ΜΕ ΠΝΕΥΜΑ ΟΡΘΟΛΟΓΙΚΟ ΚΑΙ ΚΡΙΤΙΚΟ ΚΑΙ ΞΕΚΙΝΗΜΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΩΣ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ: Η ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΙΑ ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ Η ΠΡΩΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ, ΣΕ ΕΝΑ ΣΥΜΠΑΝ ΑΠΟΛΥΤΑ ΙΕΡΑΡΧΗΜΕΝΟ ΓΑΛΙΛΑΙΟΣ: ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΠΟΥ ΣΥΝΟΔΕΥΤΗΚΕ ΑΠΟ ΕΥΦΥΕΙΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΕΠΙΝΟΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΝΟΜΩΝ ΤΗΣ ΦΥΣΗΣ ΝΕΥΤΩΝΑΣ: Η ΠΡΩΤΗ ΜΕΓΑΛΗ ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ, ΔΗΛΑΔΗ Η ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΓΗΙΝΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΟΥΡΑΝΙΑΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ ΚΑΙ Η ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΝΟΜΩΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑΣ ΙΣΧΥΟΣ ΓΙΑ ΟΛΑ ΤΑ ΣΩΜΑΤΑ, ΣΕ ΓΗ ΚΑΙ ΟΥΡΑΝΟ Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

90 ΕΠΙΛΟΓΟΣ Η ενοποίηση είναι μια κεντρική έννοια στη Φυσική και σε άλλες επιστήμες και με απλά λόγια, προσπαθεί να περιγράψει όσο το δυνατόν πιο πολλά, χρησιμοποιώντας όσο το δυνατόν πιο λίγα Στόχος στη Φυσική είναι να ενοποιηθούν σε μια ενιαία θεωρία οι τέσσερις βασικές δυνάμεις στη φύση: Η βαρυτική Η ηλεκτρομαγνητική Η ασθενής πυρηνική Η ισχυρή πυρηνική Οι προσπάθειες γίνονται με οδηγό ένα μοντέλο για τα στοιχειώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους, που λέγεται Καθιερωμένο Πρότυπο Οι ελπίδες για την επαλήθευση των σύγχρονων θεωριών προς την κατεύθυνση της ενοποίησης έχουν αποτεθεί κυρίως στο CERN, που έχει ως βασικό έργο την πειραματική έρευνα στο πεδίο της φυσικής υψηλών ενεργειών Η βαρυτική δύναμη εξακολουθεί να είναι η πιο προβληματική στο στόχο της ενοποίησης των τεσσάρων βασικών δυνάμεων στη φύση Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

91 ΕΠΙΛΟΓΟΣ Η πορεία των ενοποιήσεων φαίνεται στο παρακάτω μεταφρασμένο διάγραμμα από το CMS του CERN. Σε κόκκινο πλαίσιο, η ενοποίηση με την οποία ασχοληθήκαμε Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά

92 … αν μπορούν ποτέ να απαντηθούν όλα !
ΕΠΙΛΟΓΟΣ Η πορεία της Φυσικής συνεχίζεται και υπάρχουν ακόμα πολλά ερωτήματα να απαντηθούν … … αν μπορούν ποτέ να απαντηθούν όλα ! Σας ευχαριστούμε για την προσοχή σας. Ερευνητική Εργασία τμήματος Α2, Λυκείου Προβατά