Resistencia de materiales
Para sus investigaciones, Galileo utilizó algunas analogías basadas en sucesos de la vida corriente. En los Discorsi, que escribió durante su reclusión en Arcetri, estudió la resistencia y fuerzas de cohesión de los materiales. Uno de los personajes del diálogo, Salviati menciona un sencillo experimento mental, en el que imagina un cilindro de madera suspendido por su parte superior y en cuya parte inferior cuelga un peso, como se ve en la Figura. Al aumentar el peso C en la base inferior, el cilindro acabará rompiéndose «como si fuese una cuerda“, al superar la resistencia y cohesión entre las partes del sólido.
«Y así como en una cuerda pensamos que su resistencia deriva de la multitud de hilos de las fibras que la componen, así en la madera se encuentran fibras y filamentos que se extienden a lo largo, haciéndola mucho más resistente a la rotura de lo que sería cualquier cuerda del mismo grosor; sólo que en un cilindro de piedra o de metal la cohesión (que parece todavía mayor) de sus partes, depende de una sustancia aglutinante y no de filamentos o de fibras». [1].
[1] Galileo (1968): vol. 8, p. 55.
Resistencia de un cilindro sometido a una fuerza C en la base inferior (Dibujo original de Galileo).
«Discursos y Demostraciones Matemáticas en torno a dos Nuevas Ciencias referentes a la Mecánica y del Movimiento Local».
De esta forma, Galileo analiza el problema de la resistencia de un sólido sometido a una fuerza, estableciendo el paralelismo entre las fuerzas de cohesión de las partículas que constituyen el sólido y las fibras que forman la cuerda. Pues, así como la resistencia de una cuerda reside en el conjunto de filamentos que la componen, también la resistencia del sólido reside en la sustancia que aglutina y da cohesión a las partículas que integran la materia que lo compone.
«Ahora bien, ¿quién no ve, pues, que es tal la resistencia de los filamentos, los cuales con miles y miles de vueltas parecidas tejen la gran maroma? Más aún, la compresión de tales torsiones es tan intensa que, con un pequeño número de hebras, no muy largas, por otra parte, y entretejidas en unas cuantas espiras, se construyen cuerdas muy robustas»[1].
[1] Galileo (1968): vol. 8, p. 58.
La similitud que Galileo establece entre la cohesión interna de un sólido y la resistencia de una cuerda no es algo evidente. No forma parte del conocimiento común, tampoco es estrictamente una explicación técnica que pueda deducirse de algún principio general, debe tomarse más bien como una «intuición creativa» fruto de la observación natural. En consecuencia, cabe afirmar que mediante la semejanza se describe lo desconocido por lo que se conoce. En este caso, se establece un paralelismo entre las fibras que dan consistencia a una cuerda y la materia que da cohesión a un cuerpo sólido.
Movimiento de la Tierra
En la Cuarta Jornada del «Diálogo sobre los Dos Máximos Sistemas», Galileo se refiere a otra analogía utilizada con fines científicos. En este caso, el coloquio entre los tres personajes del Diálogo versa sobre las mareas. La observación del flujo y reflujo del agua que aumenta y disminuye el nivel del mar, le sugiere una sencilla analogía. Fue para él uno de los argumentos más elocuentes a favor del movimiento de la Tierra y , por tanto, una prueba a favor del Sistema heliocéntrico. Pues si toda la Tierra se mueve, también lo hará con ella lo hará toda la masa líquida, es decir, mares y océanos. Salviati lo describe del siguiente modo:
«Estamos aquí, en Venecia, donde las aguas están bajas, el mar en calma y el aire tranquilo. El agua empieza a subir y, en el término de 5 o 6 horas crece más de diez palmos. Tal elevación no es alcanzada por la primera agua, porque se haya rarificado, sino por el agua nueva que está llegando hasta nosotros, agua de la misma clase que la primera, de la misma salinidad, de la misma densidad, del mismo peso»
[1] Galileo (1968): vol. 7, p. 448.
Salviati concluye a continuación que los efectos de las mareas deben ser consecuencia de los movimientos naturales de la Tierra concebida como un gran recipiente.
«(…) las partes de esos recipientes, cualquiera que sea el movimiento que se atribuya al globo terrestre, no pueden aproximarse ni alejarse del centro de éste»[1].
[1] Galileo (1968): vol. 7, p. 366.
A juicio de Galileo, la otra clase de movimiento explica la formación de mareas y se debe al giro de la Tierra respecto a su propio eje y a su desplazamiento alrededor del Sol. Para Salviati, el efecto de ambas acciones es similar al que adquiere un recipiente que estuviese sometido a un balanceo o desplazamiento “no uniforme sino cambiando de velocidad, acelerándose unas veces y enlenteciéndose otras”[1]. Pues, a causa de su propia inercia, cuando el recipiente decelera, el agua contenida en él se mueve hacia delante y al contrario cuando acelera. El resultado observable, en el primer caso, sería un ascenso del nivel del agua en la parte anterior y un descenso en el segundo[2].
[1] Galileo (1968): vol. 7, p. 366.
[2] La explicación sobre la formación de mareas, le sirvió a Galileo para aportar pruebas a favor del movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Aunque, investigaciones posteriores comprobaron que la causa de las mareas no es el movimiento de la Tierra, sino las acciones combinadas de la Luna y el Sol.
Argumento de Galileo basado en las mareas para justificar el movimiento de la Tierra.