Ph 11

Umwelt und Technik

Galileis Gedankenexperiment zum freien Fall

Galileo Galilei stand der Mechanik des Aristoteles besonders kritisch gegenüber. Einer seiner Schüler Vicenzo Viviani schreibt:
"Und dann wurden zum Entsetzen aller Philosophen viele Schlussfolgerungen des Aristoteles von ihm (Galileo) durch Experimente, solide Beweise und Erörterungen als falsch erwiesen. Schlussfolgerungen, die bis dahin für absolut klar und unzweifelhaft gehalten wurden, wie unter anderem, dass die Geschwindigkeiten von bewegten Körpern desselben Materials, aber ungleichen Gewichts, die sich durch dasselbe Medium bewegen nicht wechselseitig das Verhältnis der Gewichte beibehalten, wie von Aristoteles gelehrt, sondern dass alle sich mit derselben Geschwindigkeit bewegen.
Er demonstrierte das von der Höhe des Campanile von Pisa in Gegenwart von anderen Lehrern und Professoren und der ganzen Studentenschaft."

Hinweise:

  • Nach der Ansicht von Aristoteles fällt eine Stein von Natur aus zu Boden, weil sein "natürlicher Ort" unten ist. Der Stein trachtet stets danach seinen natürlichen Ort einzunehmen und ist daher von sich aus bestrebt, zu Boden zu fallen. Schwere Körper drängen stärker nach unten als leichte. Sie müssen daher nach Aristoteles umso schneller fallen je schwerer sie sind. Man könnte diese Gesetzmäßigkeit auch in der Form v1 : v2 = Fg,1 : Fg,2 schreiben.
  • Nach heutigen Erkenntnissen ist es nicht sicher, ob Galilei seine Experimente am schiefen Turm von Pisa gemacht hat.

 

Durch eine sehr geistreiche Überlegung zeigte Galilei, dass die Aussagen des Aristoteles über den freien Fall zu einem Widerspruch führen müssen. In seinem Buch "De motu" schreibt er:
"Nehmen wir an es gibt zwei Körper des gleichen Materials, der größere ist A, der kleinere ist B. Nehmen wir - falls möglich - wie von unserem Gegner behauptet, an, dass A schneller fällt als B. Wir haben dann also zwei Körper, von denen sich einer schneller bewegt (linkes Bild).

Dann würde sich eine Vereinigung beider Teile, unserer Annahme entsprechend, langsamer bewegen als derjenige Teil, der sich allein schneller bewegt als der andere (Anmerkung: Körper B hemmt A). Wenn also A und B vereint werden, würde die Vereinigung sich langsamer als A allein bewegen. . . (mittleres Bild).

Da aber andererseits die Vereinigung von A und B schwerer ist als A alleine (rechtes Bild) müsste dieser "Kombikörper" nach Aristoteles noch schneller als A fallen. Somit tritt ein Widerspruch auf, der die Theorie des Aristoteles in Frage stellt.