Meccanica

La scienza della meccanica ebbe illustri cultori fino dall'antichità. I fondamenti della statica e dell'idrostatica furono posti da Archimede (c. 287 - 212 a.c.) mentre le prime teorie del moto dei corpi furono formulate da Aristotele (384-322 a.c.) e dalla sua scuola. L'influenza della fisica aristotelica, nell'interpretazione del pensiero scolastico, fu fortissima per tutto il Medioevo ed oltre. Tocco in particolare a Galileo Galilei (1564-1642) rompere con la tradizione. I suoi concetti rivoluzionari divennero il tema del progresso della meccanica nel diciassettesimo secolo per opera di Descartes (1596-1650), Huygens (1629-1695), Varignon (1654-1722) e specialmente Isaac Newton (1642-1727). Nell'opera del fisico inglese, i "Principia" del 1687, furono formulati i tre assiomi del moto e furono definiti i metodi della scienza della meccanica. I successori si muoveranno nel solco della tradizione newtoniana. Tra essi sono da ricordare Johann Bernoulli (1667-1748), Leonhard Euler (1707-1783), Daniel Bernoulli (1700-1782), Alexis-Claude Clairaut (1713-1765), Jean Le Rond d'Alembert (1717-1783) e specialmente Giuseppe Luigi Lagrange (1736-1813) e piu tardi William Rowan Hamilton (1805-1865) e K.G.J. Jacobi (1804-1851).
Il grande sviluppo formale della meccanica con l'opera di Lagrange e di Hamilton e Jacobi, l'eleganza dei metodi, l'abbondanza dei successi alimentarono la speranza che tutti i fenomeni naturali potessero essere rappresentati in ultima analisi in termini di quantità meccaniche. Nel ventesimo secolo questo atteggiamento di pensiero ha avuto una significativa battuta di arresto sia a causa delle modifiche introdotte dalla teoria della relatività sia, principalmente, a causa della rappresentazione del mondo fisico in termini della meccanica quantistica.
Per quanto riguarda l'insegnamento della Meccanica, dal Settecento in poi, in particolare, con il perfezionamento formale della teoria si introdusse la consuetudine di far seguire alle leggi teoriche una serie di esperimenti che divennero ben presto "classici", in relazione a quei fenomeni come ad esempio gli effetti della forza centrifuga, gli urti tra i corpi, la caduta dei gravi, che potevano presentare talvolta aspetti meno intuitivi ed elementari.
A metà Settecento, con la comparsa dei manuali dei fisici "newtoniani" Jacob 's Gravesande e Peter van Musschenbroek, questa prassi didattica venne definitivamente accettata. Una delle macchine più celebri, nata alla fine del Settecento e riproposta in versioni costruttive differenti per tutto l'Ottocento, è la macchina di Atwood (1776). Si tratta di uno strumento che consente lo studio della caduta dei gravi su brevi percorsi in tempi relativamente lunghi e quindi facilmente misurabili.
Nell'Ottocento l'atteggiamento nei riguardi dell'attività sperimentale si fece più complesso, tuttavia gli strumenti giocavano un ruolo sempre più importante in sede didattica. Tipicamente furono il pendolo di Foucault e i diversi modelli di giroscopio ad attirare la già grande attenzione a livello didattico. Parallelamente lo sviluppo della meccanica di precisione rese disponibili anche nei laboratori didattici bilance assai raffinate in grado di misurare la massa dei corpi con grandissima precisione.