Willem Jacob 's Gravesande foi um matemático e filósofo natural holandês, lembrado principalmente por desenvolver demonstrações experimentais das leis da mecânica clássica. Como professor de matemática, astronomia e filosofia na Universidade de Leiden, ajudou a propagar as ideias de Isaac Newton na Europa Continental.
Vida
Nascido em 's-Hertogenbosch, 's Gravesande estudou direito na Universidade de Leiden, onde defendeu uma tese sobre suicídio e obteve um doutorado em 1707. Depois exerceu a profissão de advogado em Haia enquanto participava de discussões intelectuais e cultivava seu interesse nas ciências matemáticas. Seu Essai de perspective "Ensaio sobre Perspectiva", publicado em 1711, foi elogiado pelo influente matemático suíço Johann Bernoulli. Em Haia, 's Gravesande também ajudou a estabelecer o Journal littéraire "Jornal Literário", um periódico acadêmico publicado pela primeira vez em 1713.
Em 1715, 's Gravesande visitou Londres como parte de uma delegação holandesa enviada para receber a sucessão hanoveriana na Grã-Bretanha. Em Londres, 's Gravesande conheceu tanto o Rei George I quanto Isaac Newton, e foi eleito Membro da Royal Society. Em 1717 tornou-se professor de matemática e astronomia em Leiden. A partir desse cargo, foi instrumental na introdução das obras de Newton nos Países Baixos. Também obteve as cadeiras de arquitetura civil e militar em 1730 e filosofia em 1734. Como filósofo, opôs-se a fatalistas como Hobbes e Spinoza.
's Gravesande casou-se com Anna Sacrelaire em 1720. Tiveram dois filhos, ambos falecidos na adolescência. Em 1724, Pedro o Grande ofereceu a 's Gravesande uma posição na nova Academia Imperial de Ciências de São Petersburgo. Em 1737 recebeu uma oferta de Frederico o Grande para se juntar à Academia Prussiana de Ciências em Berlim. Ele recusou ambas as ofertas, optando por permanecer em Leiden.
Mecânica
O principal trabalho científico de Gravesande é Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam "Elementos Matemáticos de Filosofia Natural, Confirmados por Experimentos; ou, uma Introdução à Filosofia Newtoniana", publicado em Leiden em 1720. Nesse livro, ele estabeleceu as fundações para o ensino da mecânica newtoniana através de demonstrações experimentais. Apresentou seu trabalho para públicos que incluíam Voltaire e Albrecht von Haller, e Émilie du Châtelet a tradutora do Principia de Newton que fez correções para incorporar a descoberta de 's Gravesande sobre energia cinética. O livro de 's Gravesande foi logo traduzido para o inglês por John Theophilus Desaguliers, curador de experimentos da Royal Society.
Em 1721, 's Gravesande envolveu-se em uma controvérsia pública sobre se o inventor alemão Johann Bessler, conhecido como Conselheiro Orffyreus, tinha criado uma verdadeira máquina de movimento perpétuo. 's Gravesande inicialmente argumentou pela viabilidade do movimento perpétuo baseado na conservação da quantidade escalar mv massa multiplicada pela velocidade, que erroneamente acreditava ser implicada pela mecânica newtoniana. Contudo, em 1722 publicou os resultados de uma série de experimentos nos quais bolas de latão foram deixadas cair de alturas variadas sobre uma superfície de argila mole. Descobriu que uma bola com o dobro da velocidade de outra deixaria uma indentação quatro vezes mais profunda, a partir do qual concluiu que a expressão correta para a "força viva" de um corpo em movimento o que modernamente é chamado de "energia cinética" é proporcional a mv2.
Embora esses resultados invalidassem seu argumento original para a viabilidade do movimento perpétuo, 's Gravesande continuou a defender o trabalho de Bessler, afirmando que Bessler poderia ter descoberto algum novo "princípio ativo" da natureza que permitisse suas rodas continuarem girando. Visões similares foram defendidas na época por Gottfried Wilhelm Leibniz, Johann Bernoulli e outros, mas o consenso moderno é que Bessler estava perpetrando uma fraude deliberada. O Tsar russo Pedro o Grande estava interessado na roda de Bessler e procurou o conselho de 's Gravesande sobre o assunto.
's Gravesande comunicou seus resultados sobre o impacto de pesos em queda a Émilie du Châtelet. Observações similares foram publicadas independentemente por Giovanni Poleni. A interpretação dos resultados de 's Gravesande e Poleni levou a uma controvérsia com Samuel Clarke e outros newtonianos que se tornou parte da chamada "disputa vis viva" na história da mecânica clássica.
O anel de 's Gravesande
's Gravesande também é lembrado por sua invenção de um simples experimento demonstrando expansão térmica, que tem sido usado no ensino de física desde então. Isto é conhecido hoje como "experimento de 's Gravesande" ou "anel de 's Gravesande". O aparato consiste em uma pequena bola de metal em uma corrente ou cabo, e um anel de metal em um suporte. O anel é apenas grande o suficiente para que quando o anel e a bola estejam na mesma temperatura, a bola passe através do anel. Porém, se a bola é aquecida mergulhando-a em água fervente ou passando a chama de uma lâmpada de álcool sobre ela, o metal se expandirá, e a bola não passará mais através do anel. Quando a bola esfriar, passará novamente através do anel.
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
