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*落体运动的发现

科普小知识2022-08-10 18:36:10
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1600年2月17日,罗马宗教裁判所咬牙切齿地在花广场将布鲁诺烧死。他们很高兴他们已经征服了异端,但他们不知道。这时,一个比布鲁诺更可怕的反叛者在意大利的比萨长大了。他就是伽利略,现代物理学的创始人(1564 ~ 1642)。

原来,在伽利略之前,所有的科学和哲学问题都包含在亚里士多德的理论中(384 ~ 322)。后者是一个古老的圣人,他的思想被认为是黄金法则。那时,如果一个学生问了一个问题,老师只需要一句话:“这是亚里士多德说的,”提问者不敢再怀疑了。另一方面,伽利略不同。他喜欢思考一切并尝试。他的父亲是一名数学家和音乐家,他被送去比萨大学学习医学,因为他的家庭很穷,不允许他学习音乐和数学,因为这不能赚钱。然而,他并不努力学习医学,但他对数学和物理特别感兴趣。当他21岁的时候,他的父亲发现他是如此的不听话,以至于当他生气而没有给他学费时,他不得不辍学。然而,四年后,伽利略被他的母校聘为数学教授,因为他在数学和物理自学方面取得了成就。他一到达大学的讲台,就没有像其他人一样遵循亚里士多德的教条,而是强烈主张观察和实验。在当时的学者眼中,这只是一个对天空知之甚少的疯子。1590年,25岁的伽利略怀疑亚里士多德的经典理论。阿什说,如果有两样东西从空中掉下来,重的必须先落地,轻的必须后落地。伽利略认为它是同时着陆的。自然,没有人相信他,所以他决定做一个实验,让人们自己去看。

说来奇怪,在这个比萨城有一座斜塔。拉出地面后,它向一侧倾斜。这座塔建于1174年,起初仍然是直的,但当它到达第三层时,它开始偏斜,不得不停止工作。94年后,人们没有放弃,继续建设。最后,共修复了8层楼,高545米,重14200多吨。没想到,这个偶然的建筑错误创造了世界上独一无二的风景点。说到意大利的斜塔,谁都知道,谁知道。

此外,在这一天,年轻的伽利略宣布他将进行一项实验。一群教授非常不满意,去找校长控告他。转念一想,校长认为最好让他在公众面前出丑或者扼杀他的自尊心。这时,一群喜欢新奇事物的学生把他们的老师伽利略推到了塔下。不久,伽利略爬上了斜塔7楼的阳台。在已经拥挤不堪的塔下,比萨大学的校长、教授、学生和许多旁观者围着斜塔。此时此刻,没有人相信伽利略是对的。当伽利略从阳台探出身子时,人们都在想,他手里拿着一个铁球,一个比另一个重十倍。当他同时摊开双手时,他看到两个球从空中落下,手拉手,眨眼间,“咣当”一声,同时落地。塔下的人们都惊呆了。先是一阵沉默,然后是嗡嗡的声音。这时,伽利略从塔上走下来。校长和几个老教授立刻围住了他,说:“你一定施了魔法,让两个球同时落地。亚里士多德是绝对正确的。”伽利略说,“如果你不相信我,我可以上去再做一次。这一次你应该仔细观察。”校长说:“别这样,亚里士多德是被理智说服的。当然,重的东西比轻的东西结束得快。这是公认的事实。即使你的实验是真的,它也是不合理的,不能被承认。”伽利略说,“好吧,既然你不相信事实,那你一定是有道理的。我也可以谈论它。即使重量下降得比轻重量快,我现在将把两个球绑在一起,从空中把它们扔下去。根据亚里士多德的理论,你认为它比重量下降得快还是慢?”

校长不屑地说,“当然,球比球快!因为它是一个重球加上一个轻球,所以它自然更重。”

这时,一位老教授拉着校长的袖子,把他向前推了推,说道:“当然,它比球还慢。这是一个重球加一个轻球,轻球接住它,所以下落速度应该是重球和轻球之间两个球的平均速度。”

伽利略不慌不忙地说,“但世界上只有一个亚里士多德。根据他的理论,怎样才能得到两种不同的结果呢?”校长和教授面面相觑,半天说不出话来。过了一会儿,我突然意识到他们一起与伽利略作战。他们怎么能在伽利略面前互相对立呢?校长的脸涨得通红,他愤怒地喊道:“你在进行一场激烈的辩论,你太放肆了!”这时,围观者哈哈大笑起来。伽利略仍然没有使用火,慢慢地说:“看来亚里士多德错了!当一个物体从空中*下落时,不管它的重量如何,它都会同时落到地面上,也就是说,不管它的重量如何,物体的加速度都是一样的。”(9.8m/s2以后)

准确地说:当一个物体脱离空气时,轻和重的速度没有区别。你和我将享受一次加速的9.8。

虽然伽利略说这句话很慢,但它是物理学中一个非常重要的定律:*落体定律。它导致了一系列重大的科学发现。请记住,今年是1590年。