物体下落速度的快慢与重量有关吗
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物体下落速度的快慢与重量有关吗
物体的自由落体的速度是一样的,与物体的重量没有关系。
这个观点有一个大前提的,那就是不计空气阻力。
著名物理学家伽利略曾在意大利比萨斜塔上做了一个举世闻名的实验。
他将大小质量差异极大的两个大小铁球,在同一高度下落,结果同时落地,这个实验推翻了亚里士多德关于物体落地速度和质量有关的理论。
当然现代人有很大的思想误区,以为物体大一定先落地,其实是错误的,在真空中更能体现这个结论的真实性。
物品下落的速度跟自身重量有关吗?
亚里士多德认为物体自身重量越重,下落的倾向就越大,下落的速度也就越快;物体越轻,下落的倾向就越小,下落的速度也就越慢。
因此,亚里士多德得出了一个结论:物体下落的快慢和它的重量是成正比的。
在我们今天看来,亚里士多德的论断是错误的。
然而在古代,亚里士多德有很高的声望,他所说的话没有一个人敢怀疑。
所以在将近两千年的漫长岁月里,人们一直把亚里士多德的论断当作真理。
直至16世纪,这个论断才被伽利略推翻。
比萨斜塔伽利略首先进行了逻辑推理,从推理中发现物体下落的快慢和它的重量无关。
伽利略设想,如果亚里士多德的观点是正确的,轻重不同的两个物体下落时,重的物体下落快,轻的物体下落慢。
可是,如果将它们绑在一起同时下落会出现什么情形呢?按照亚里士多德的观点,绑在一起后的物体会比原来重的物体更重,所以它们就比重的物体下落得快。
可如果从另一个方面分析,重的物体要带动轻的物体运动,它们应该比重的物体下降得慢一些。
这两个结论很显然是矛盾的。
由此伽利略得出结论:物体下落的快慢与重量无关,所有物体下落的快慢都是相同的。
伽利略又继续研究物体下落的距离和所用时间的关系。
可是又遇到了难题,因为在那个时代是没有钟的。
为了计算时间,伽利略在一个大的盛水桶底部钻一个小孔,并安上龙头,在龙头下面放上接水容器。
打开龙头,水就会流入接水容器,称量容器中所接水的质量就可以确定经历的时间。
物体下落时,运动的速度很快,经历的时间也极短。
用这种粗糙的装置测量精确的时间显然是办不到的。
伽利略仔细观察小球在斜面上的运动,发现斜面越陡,小球运动得越快。
于是伽利略把小球的下落运动看成是小球斜面运动的一种特殊情况。
因此伽利略就开始用斜面做实验来研究物体下落的规律。
当斜面的倾斜度很小时,他就能比较准确地计算时间了。
伽利略反复进行斜面实验,测量出小球在斜面上运动的距离和所用时间,通过推导距离、时间、速率和加速度之间的关系,得出了小球沿斜面滚下或自由下落的运动都是匀加速运动的结论,又进一步发现了物体下落运动的规律——自由落体定律,即物体从静止状态开始下落,物体运动的距离同下落时间的平方成正比。
比萨斜塔
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