Considera certo solo ciò che è dimostrato.

Isaac Newton

Gli uomini non sono i soli in grado di contare. Gli elefanti asiatici, stando a studi scientifici oggi validati, sono ugualmente in grado di contare dei numeri relativi. Una scoperta che sconvolge da vicino o da lontano la storia della matematica.

Nel corso della storia, gli scienziati hanno effettuato delle scoperte che sono venute a sconvolgere le nostre certezze. Pensiamo, in particolare, al grande lavoro di Isaac Newton.

Legge di gravità, telescopio a rifrazione, metodo delle flussioni: Newton studia i fenomeni naturali del suo ambiente, al fine di stabilire delle verità scientifiche, che egli dimostra assai facilmente. Noto come uno dei grandi scienziati della sua epoca, Isaac Newton resta una figura d’attualità, nella scienza di oggi.

Se sei uno studente universitario o se ancora ti limiti a seguire con passione le lezioni di matematica al liceo scientifico, ti consigliamo di immergerti, oggi in un capitolo storico-scientifico di tutto interesse. Scopri il ruolo di Newton nella storia della matematica ed il suo peso nello sviluppo e la diffusione del calcolo integrale.

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La vita dell’insegnante di matematica Newton

Quando si parla di storia delle discipline matematiche, il riferimento a Newton è praticamente immediato. Fisico, filosofo, astronomo ed anche matematico inglese, Isaac Newton nacque nel 1642 a Woolsthorpe, nella regione del Lincolnshire in Inghilterra.

Suo padre era morto qualche mese prima della sua nascita e la madre si era risposata quando Isaac aveva circa tre anni. Fu la nonna materna ad occuparsi della sua istruzione.

Le scoperte dello scienziato hanno consentito alla scienza di compiere passi da gigante.
Tra i suoi contemporanei, Newton è senza dubbio il più importante!

Isaac Newton era un bambino piuttosto calmo, molto interessato dal funzionamento delle cose circostanti. In classe, come spesso accade, era a volte distratto…Imparò presto a costruirsi, da solo, quadranti solari, piccole eoliche, apparecchi per il trasporto meccanico, cervi volanti, etc.

Anni dopo, la madre lo fece ritirare dalla scuola, sperando di avviarlo alla carriera di coltivatore. Ma, verso i 14 anni, divenne evidente che il giovane Newton aveva ben poco a che fare con tale prospettiva. La chance della sua vita gli si presentò nel momento in cui un vecchio insegnante di scuola convinse la madre a fargli provare l’accesso all’Università di Cambridge.

E così, per fortuna, nel 1661 Newton divenne allievo del Trinity College di Cambridge. Al fine di essere dispensato dal pagamento delle tasse universitarie, Isaac Newton effettuava dei compiti domestici in seno all’istituto che ospitava. Questa sistemazione gli consentì di studiare aritmetica, geometria, trigonometria, astronomia ed ottica. Isaac Barrow, grande matematico e professore a Cambridge, lo prese sotto la sua ala. Newton si laureò nel 1665.

Lo scienziato elaborò in seguito delle ipotesi e delle leggi sulla gravitazione universale e sui corpi in movimento. Egli studiò l’ambiente ed il modo in cui gli oggetti che lo circondavano si spostassero. Effettuò anche notevoli scoperte studiando il comportamento della luce ed il funzionamento dell’ottica.

Newton inventò, durante la sua carriera, il telescopio a specchio.

Ma Isaac Newton non si fermo di certo qua. Quest’uomo di scienze svolse delle riflessioni scientifiche anche in altri ambiti: teologia, cronologia, alchimia e chimica.

Dopo una grande carriera di scienziato, Isaac Newton s’allontanò dalla capitale inglese per riposare a Kensington, ove morì nel 1727. Fu il primo scienziato ad essere seppellito all’interno dell’abbazia di Westminster.

Lezioni private di matematica sulla gravitazione

Isaac Newton è noto, innanzitutto, per le sue ricerche sulla gravitazione. Secondo la leggenda, Newton cercava di capire in che modo la luna potesse restare in orbita attorno alla terra. Egli osservò, allora, in un frutteto, una mela cadere. Scoprì la forza di attrazione alla quale è sottoposta la mela. Ed iniziò a parlare di legge della gravità.

Egli stimò che la causa della caduta della mela era la stessa che spingeva la luna a restare vicina alla terra, nonostante la distanza.

Ed è grazie a lui e alle scoperte di chi lo ha seguito se oggi gli uomini possono viaggiare nello spazio.
La gravitazione è stata scoperta da Newton!

Per verificare congetture ed ipotesi, Newton mise in opera un’equazione secondo cui la forza di gravità dipende dal quadrato inverso della distanza tra due oggetti. Questa legge è denominata la legge dei quadrato inverso.

Per andare oltre, lo scienziato azzardò l’ipotesi come estendibile alle stelle, al sole, ad altri pianeti. Ma Newton non effettuò calcoli specifici sulla relazione tra la mela e la terra, poiché la distanza gli appariva troppo corta, paragonata agli astri del cielo.

Newton resto, allora, noto per questa ricerca relativa alla gravità. Ancora oggi, la leggenda della mela fa parte delle storie che si ama raccontare a lezione di scienze.

E tu? Hai già preso lezioni di matematica e storia delle scienze matematiche?

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Corso matematica e flussioni di Newton

Sebbene Newton sia soprattutto noto per delle scoperte nel dominio della fisica, non bisogna dimenticare le sue capacità di matematico. Accolto sotto l’ala di Isaac Barrow durante tutto il periodo degli studi presso il Trinity College de Cambridge, Newton gli affidò un manoscritto che egli redasse in merito a diverse conclusioni matematiche cui era giunto.

Denominato « De analysi per aequationes numero terminorum infinitas », il documento di Newton descriveva il calcolo integrale e differenziale. Newton aveva denominato ciò metodo delle flussioni.

Il calcolo integrale e differenziale implica altri calcoli matematici, come:

  • L’inclinazione delle curve in un dato punto,
  • Il calcolo dei valori minimi e massimi nelle funzioni,
  • Il calcolo delle superfici che comportano curve.

Il professore di Newton mostrò il documento redatto da Newton a diversi scienziati europei. Ed Isaac Newton divenne allora noto come il fondatore dei calcoli matematici, acquisendo notorietà tra i grandi dell’epoca.

Isaac Newton si fece anche conoscere per quello che viene chiamato il binomio di Newton. Questo stabilisce che la formula « (a + b) n » è valida a prescindere dal valore di n.

Quando Barrow andò in pensione, egli suggerì alla direzione del Trinity College di Cambridge di assumere Newton come nuovo professore di matematica. Newton e l’Università accettarono! Il matematico diede allora la sua prima lezione di matematica sull’ottica, una delle grandi passioni di Newton.

E tu? Cosa vorresti insegnare, a lezione di matematica, se un giorno diventassi insegnante privato o della scuola pubblica?

Lo studio della luce: una lezione di matematica di Newton

Tra tutte le sue grandi ricerche, Isaac Newton dedicò particolare attenzione a tutto quanto concerne l’ottica. Questa passione si sviluppò nel momento in cui lo scienziato inglese si interessò al funzionamento della luce.

Gli studi del fisico Newton ci hanno permesso di conoscere i segreti più intimi della luce.
Newton ha scoperto il comportamento della luce!

Per gli scienziati dell’epoca, la luce bianca era omogenea e non poteva essere deformata.

Newton, come suo solito, cambiò le certezze dell’epoca.

Utilizzò un prisma trasparente e lo espose ai raggi del sole. Egli si rendeva conto che la luce del sole si trasforma in diversi fasci luminosi di diversi colori. E chiamò questi ultimi “spettri”.

Egli introdusse, allora, nel linguaggio scientifico, il termine di rifrazione. Si tratta del fenomeno che spiega i diversi colori del sole con le differenze di gradi di una proprietà e il fatto che i raggi possano cambiare di direzione e torcersi a contatto con certi oggetti.

Ogni colore che compone il raggio di sole possiede una infrangibilità diversa. In occasione del contatto col prisma, tutti i colori dello spettro non si comportano alla stessa maniera. Newton li studia e annota tutto quello che vede ad ogni esperimento.

Tutte queste osservazioni segnano ampiamente il dominio dell’ottica, al quale Newton non smetterà mai di interessarsi.

Il telescopio: l’invenzione di un grande insegnante matematica

Le scoperte di Newton inerenti alla luce ed il fenomeno della rifrazione cambiano tutto, nell’universo scientifico. Newton sfrutta il proprio posto come insegnante di matematica presso il Trinity College, per continuare a sondare il dominio dell’ottica.

Dopo aver scoperto il comportamento dello spettro della luce e i diversi colori che ne derivano di fronte al prisma, Newton rivede il funzionamento dei telescopi fabbricati all’epoca con delle lenti.

Queste lenti vengono realizzate in un materiale, il vetro, che modifica la traiettoria dei fasci luminosi. Lo scienziato decide di rimpiazzare le lenti con degli specchi in modo che tutti i colori possano riflettere allo stesso modo e più efficacemente.

Nel 1668, Isaac Newton è il primo a fabbricare un oggetto del genere.

Il suo telescopio, anche se più semplice di quelli moderni, ha dato un forte impulso all’osservazione di pianeti, stelle e galassie.
Grazie a Isaac Newton, oggi, tutti noi possiamo osservare le stelle più lontane!

Il telescopio è dotato di uno specchio di 3.3 cm et di un fattore di ingrandimento di circa 40. Il genio delle scienze, allora, allea passione per gli oggetti meccanici ed ossessione per il funzionamento degli oggetti e della luce.

Qualche anno dopo, Isaac Newton acquisisce altri titoli onorifici, quando la Royal Society, associazione dei sapienti e dei matematici, testa il suo telescopio e realizza un documento tecnico della macchina. Il suo status di genio delle scienze è allora ufficializzato presso l’intera sua generazione e resterà per sempre nell’immaginario collettivo di ogni epoca.

 

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Igor

Appassionato lettore quasi onnivoro, moderatamente digitale, esperto di content marketing e amante della natura