2c6. L’esperimento del piano inclinato
“Invece di usare un mezzo più denso per rallentare la caduta, Galileo cercò, per così dire, di diluire l'influenza della gravità sul loro moto facendo rotolare delle palle lungo piani inclinati. In questo modo, ragionò, si poteva creare un'approssimazione alla caduta libera dei gravi. Su un piano inclinato con una pendenza minore, una palla sarebbe scesa più lentamente, mentre sarebbe scesa più velocemente lungo un piano più ripido. Quanto maggiore è l'inclinazione, tanto più la palla si avvicina alla caduta libera.” (il cosiddetto Esperimento alfa: Galileo ed il piano inclinato).
L'esperimento del piano inclinato è in realtà un esperimento di grande semplicità e precisione ed è uno dei più importanti esperimenti della storia dal momento che dimostrò gli errori nel pensiero di Aristotele.
Galileo costruì un piano di legno lungo circa 12 braccia e largo 2 e all'interno di esso venne scavato un canaletto largo circa un dito, perfettamente parallelo e dritto ai lati del piano. Esso venne levigato con grandissima cura e successivamente venne rivestito con della pelle di montone per ridurre l'effetto dell'attrito sulla pallina. In seguito il piano fu sollevato da un lato creando pendenza. Lungo questo piccolo canale fece scendere una pallina di bronzo; per misurare il tempo Galileo, non avendo né orologi né cronometri, creò un orologio ad acqua: con una bacinella che terminava con un tubicino, fece scorrere l'acqua in un contenitore nell'intervallo in cui la pallina percorreva il suo tragitto. Così facendo aveva una misura precisa del tempo impiegato dalla pallina a scendere.
Le osservazioni che Galileo fece furono straordinarie. Scoprì che il tempo percorso dalla partenza è direttamente proporzionale alla distanza percorsa, ma non nel modo descritto da Aristotele (in un rapporto uguale di 1:1) ma in un rapporto di x : x^2; ossia la distanza percorsa era il quadrato del tempo trascorso.
Esempio:
| Tempo | Distanza |
| 1 | 1 |
| 2 | 4 |
| 3 | 9 |
| 4 | 16 |
Ovviamente questo risultato fu possibile considerando che Galileo fece partire molte volte la pallina da distanze diverse ed avendo così una grande quantità di dati per stabilire una regola che li accomunasse tutti. Avendo trovato questa regola, Galileo stabilì che la pallina stava accelerando e lo stava facendo in modo continuo; da qui coniò il temine “accelerazione uniforme”.
Molti studiosi dedicarono tanto tempo, se non tutta la vita, alle opere di Galilei; per esempio Stillman Drake, professore emerito di Storia della scienza all'Università di Toronto, la cui opera è stata ed è tuttora dedicata essenzialmente allo studio dell'opera e del pensiero di Galileo Galilei, alla conoscenza dei cui scritti nell'ambito della cultura di lingua inglese egli ha dato un magistrale e fondamentale contributo, curando, promuovendo e presentando un'ampia serie di traduzioni.
O anche Thomas Settle, che pur essendo povero e senza mezzi, nel 1961 ricostruì meticolosamente l'esperimento di Galileo nella stanza di soggiorno che condivideva con altri dottorandi. Settle decise di usare solo apparecchiature e procedimenti che fossero disponibili a Galileo o che non fossero intrinsecamente migliori di quelli che egli poteva usare. Tuttavia Galilei non fu solo elogiato, ma anche criticato; infatti la ragione dello scetticismo dei critici derivava dall'orologio ad acqua, poiché non si pensava che Galileo avesse potuto stabilire la legge con il suo aiuto. Si pensa invece che Galilei abbia potuto usufruire della sua dote musicale per misurare il tempo, essendo perfettamente in grado di mantenere il tempo con il suo liuto.