Willem Jacob 's Gravesande fue un matemático y filósofo natural holandés, recordado principalmente por desarrollar demostraciones experimentales de las leyes de la mecánica clásica. Como profesor de matemáticas, astronomía y filosofía en la Universidad de Leiden, ayudó a propagar las ideas de Isaac Newton en la Europa Continental.
Vida
Nacido en 's-Hertogenbosch, 's Gravesande estudió derecho en la Universidad de Leiden, donde defendió una tesis sobre el suicidio y obtuvo un doctorado en 1707. Luego ejerció la abogacía en La Haya mientras participaba en discusiones intelectuales y cultivaba su interés en las ciencias matemáticas. Su Essai de perspective "Ensayo sobre la Perspectiva", publicado en 1711, fue elogiado por el influyente matemático suizo Johann Bernoulli. En La Haya, 's Gravesande también ayudó a establecer el Journal littéraire "Revista Literaria", una publicación erudita publicada por primera vez en 1713.
En 1715, 's Gravesande visitó Londres como parte de una delegación holandesa enviada para recibir la sucesión hannoveriana en Gran Bretaña. En Londres, 's Gravesande conoció tanto al Rey Jorge I como a Isaac Newton, y fue elegido Miembro de la Royal Society. En 1717 se convirtió en profesor de matemáticas y astronomía en Leiden. Desde ese cargo, fue fundamental en la introducción de la obra de Newton en los Países Bajos. También obtuvo las cátedras de arquitectura civil y militar en 1730 y filosofía en 1734. Como filósofo, se opuso a fatalistas como Hobbes y Spinoza.
's Gravesande se casó con Anna Sacrelaire en 1720. Tuvieron dos hijos, ambos murieron en la adolescencia. En 1724, Peter el Grande le ofreció a 's Gravesande un puesto en la nueva Academia Imperial de Ciencias de San Petersburgo. En 1737 recibió una oferta de Frederick el Grande para unirse a la Academia Prusiana de Ciencias en Berlín. Rechazó ambas ofertas, optando por permanecer en Leiden.
Mecánica
El trabajo científico principal de Gravesande es Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam "Elementos Matemáticos de Filosofía Natural, Confirmados por Experimentos; o, una Introducción a la Filosofía Newtoniana", publicado en Leiden en 1720. En ese libro, sentó las bases para la enseñanza de la mecánica newtoniana a través de demostraciones experimentales. Presentó su trabajo ante audiencias que incluían a Voltaire y Albrecht von Haller, y Émilie du Châtelet traductora de los Principia de Newton quien corrigió para incorporar el descubrimiento de 's Gravesande de la energía cinética. El libro de 's Gravesande fue pronto traducido al inglés por John Theophilus Desaguliers, curador de experimentos de la Royal Society.
En 1721, 's Gravesande se vio envuelto en una controversia pública sobre si el inventor alemán Johann Bessler, conocido como Consejero Orffyreus, había creado una máquina de movimiento perpetuo genuina. 's Gravesande inicialmente argumentó a favor de la viabilidad del movimiento perpetuo basándose en la conservación de la cantidad escalar mv masa multiplicada por velocidad, que erróneamente creía que estaba implícita en la mecánica newtoniana. Sin embargo, en 1722 publicó los resultados de una serie de experimentos en los que bolas de latón se dejaban caer desde varias alturas sobre una superficie de arcilla blanda. Encontró que una bola con el doble de velocidad que otra dejaría una indentación cuatro veces más profunda, de lo cual concluyó que la expresión correcta para la "fuerza viva" de un cuerpo en movimiento lo que modernamente se llama su "energía cinética" es proporcional a mv2.
Aunque esos resultados invalidaron su argumento original sobre la viabilidad del movimiento perpetuo, 's Gravesande continuó defendiendo el trabajo de Bessler, afirmando que Bessler podría haber descubierto algún nuevo "principio activo" de la naturaleza que permitía que sus ruedas siguieran girando. Puntos de vista similares fueron defendidos en la época por Gottfried Wilhelm Leibniz, Johann Bernoulli y otros, pero el consenso moderno es que Bessler estaba perpetrando un engaño deliberado. El Zar ruso Peter el Grande estaba interesado en la rueda de Bessler y buscó el consejo de 's Gravesande sobre el tema.
's Gravesande comunicó sus resultados sobre el impacto de pesos que caían a Émilie du Châtelet. Observaciones similares fueron publicadas independientemente por Giovanni Poleni. La interpretación de los resultados de 's Gravesande y Poleni llevó a una controversia con Samuel Clarke y otros newtonianos que se convirtió en parte de la llamada "disputa vis viva" en la historia de la mecánica clásica.
El anillo de 's Gravesande
's Gravesande también es recordado por su invención de un experimento simple que demuestra la expansión térmica, que ha sido utilizado en la educación física desde entonces. Esto se conoce hoy como "el experimento de 's Gravesande" o "el anillo de 's Gravesande". El aparato consiste en una pequeña bola de metal en una cadena o mango, y un anillo de metal sobre un soporte. El anillo es lo suficientemente grande para que cuando el anillo y la bola están a la misma temperatura, la bola pase a través del anillo. Sin embargo, si la bola se calienta sumergiéndola en agua hirviendo o pasando la llama de una lámpara de alcohol sobre ella, el metal se expandirá, y la bola ya no pasará a través del anillo. Cuando la bola se ha enfriado, volverá a pasar a través del anillo.
Obras
- Essai de perspective, 1711
- Philosophiae Newtonianae Institutiones, in usus academicos, 1723
- An essay on perspective, 1724
- Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam, 1720–1721
- Introductio ad Philosophiam, Metaphysicam et Logicam, 1736
- Mathematical Elements of Natural Philosophy, Confirm'd by Experiments: or, An introduction to Sir Isaac Newton's philosophy Volume I, 1747
- Mathematical Elements of Natural Philosophy, Confirm'd by Experiments: or, An introduction to Sir Isaac Newton's philosophy Volume II, 1747
- Oeuvres Philosophiques et Mathématiques de Mr. G. J. 'sGravesande, ed. with memoir by J. Allamand, 1774
