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Demostró la falsedad del postulado aristotélico que afirmaba que la aceleración de la caída de los cuerpos-en caída libre- era proporcional a su peso, y conjeturo que, en el vacío, todos los cuerpos caerían con igual velocidad.
Entre otros hallazgos notables figuran las leyes del movimiento pendular y las leyes del movimiento acelerado.
Descubrió las leyes de las caídas de los cuerpos y de la trayectoria parabólica de los proyectiles, estudio el movimiento del péndulo e investigo la mecánica y la resistencia de los materiales.
Estableció lo que hoy se llama el Método Experimental.
Todos los cuerpos debían caer con la misma rapidez en ausencia de aire o cualquier otro agente externo que se oponga a su caída, esta fue la hipótesis de Galileo.
Galileo perfeccionó el telescopio y le permitió realizar diferentes descubrimientos. Demostró que la superficie de la Luna no era cristalina, sino que estaba cubierta de cráteres y montañas; descubrió las manchas solares, con lo que pudo determinar el periodo de rotación del Sol y la dirección de su eje. Descubrió los cuatro satélites mayores de Júpiter y demostró que no todos los astros giraban alrededor de la Tierra.
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