Galileo Galilei und gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Alle Körper unter realen Bedingungen können sich nicht bewegenkonstante Geschwindigkeit, und die Geschwindigkeit des Körpers in die Regel im Laufe der Zeit ändert, und die Richtung und Größe. Diese Bewegung wird als ungleichmäßig bezeichnet. Die einfachste ungleichmäßige Bewegung von Körpern ist eine geradlinige Bewegung gleichmäßig beschleunigt, und es kann ein leuchtendes Beispiel für den freien Fall in Betracht gezogen werden.

Die Theorie der gleichmäßig beschleunigten Bewegung wurde von Galileo Galilei entwickelt. Er war es, der zuerst diese Art von Bewegung definierte, seine Gesetze beschrieb und eine Reihe von Theoremen bewiesen hat.

Seither haben Wissenschaftler die Bewegung von physischen Körpern untersuchtseit unvordenklichen Zeiten. Lange vor der Geburt von Galileo wurden die Grundlagen der Kinematik gelegt. Nun, um den Weg zu bestimmen, den der Körper seit einiger Zeit mit einer bekannten konstanten Geschwindigkeit zurücklegt, kann jeder Grundschüler. Es genügt, die Geschwindigkeit des Körpers mit der Zeit der Bewegung zu multiplizieren - und die Antwort ist fertig!

Schwierigkeiten traten auf, sobald StahlBetrachten Sie die Bewegung eines Körpers mit variabler Geschwindigkeit, und doch geschieht es im Leben fast immer. Schauen Sie auf den Pfeil des Tachometers des Autos - es ist ständig in Bewegung und zeigt, dass die Geschwindigkeit des Autos fast jede Minute und noch öfter wechselt. Dieses Problem - wie man den Weg des Körpers mit einer sich ständig ändernden Geschwindigkeit berechnet - beunruhigte Wissenschaftler lange vor Galileo.

Nach einer Reihe von Experimenten zeigte Galileo, dass das Konzept des "freien Falls des Körpers" dem Konzept der "gleichmäßig beschleunigten Bewegung" gleichwertig ist.

Heute mit ultrapräzisen MessgerätenZeit, sogar ein Schüler wird in der Lage sein, die Dynamik des Falls zu beobachten. Zur Zeit von Galilei war die übliche mechanische Uhr eine Seltenheit und ungenau und primitiv. Daher mußten die Wissenschaftler ein völlig neues Instrument schaffen, mit dem das Problem der Werte im Herbst Messung behoben wurde. Experimentieren und Bedingungen des Experiments ändert, Messungen und Argumentieren, Galileo allmählich zu dem Schluss, dass der Körper, von der Geschwindigkeit Null starten und bewegt sich dann allmählich erhöht die Geschwindigkeit. Übersetzt in der Mathematik beobachtete sie gleichförmig beschleunigte Bewegung kann mit der Sprache der Formel a = vt d = (AT2) beschrieben / 2, wobei v - Geschwindigkeit, Beschleunigung des Körpers - a, d - der Abstand, dass der Körper während der Zeit t vergangen ist.

Wenn Sie den Fall von Körpern beobachten und die Daten der Formel analysieren, können Sie dem Wissenschaftler nach der Aussage folgen:

• die mit der Zeit seit Beginn der Bewegung verstrichene Fallrate nimmt sogar sichtbar zu;

• Wenn der Körper gleichmäßig beschleunigte Bewegung durchführt, die erste Hälfte des Weges wird es länger dauern als der übrige Teil;

• Je länger der Körper "beschleunigt", desto größer ist die Entfernung, die er in gleichen Zeitintervallen zurücklegt.

Außerdem hat Galileo Galilei einen anderen gemachtEine ziemlich wichtige Schlussfolgerung konnte jedoch nicht durch ihre Messungen bestätigt werden. Er fand heraus, dass die Erdbeschleunigung g in der Nähe der Erdoberfläche fast gleich ist und g = 9,8 m / s2 beträgt. Dieser Wert charakterisiert den Fall von Körpern in der Nähe der Oberfläche unseres Planeten aufgrund der Schwerkraft, daher wird er als Beschleunigung der Schwerkraftbeschleunigung bezeichnet.

Die Ergebnisse der Galileo-Studien bildeten die Grundlagefür die späteren triumphalen Entdeckungen von Newton und bildete die Grundlage der modernen klassischen Mechanik. Viel später zeigte Newton, dass die Beschleunigung des Körpers theoretisch berechnet werden kann, indem die von ihm entdeckten Gesetze der Mechanik und das Gesetz der universellen Gravitation verwendet werden.

Eine weitere nicht minder wichtige Schlussfolgerung aus den EntdeckungenGalileo - die Beschleunigung des freien Falls ist völlig unabhängig von der Masse. Diese praktische Schlussfolgerung widersprach vollständig allen früheren Aussagen von Naturphilosophen. Immerhin behaupteten sie, dass jedes Ding zum Zentrum des Universums tendiert (und die Erde war ihrer Meinung nach dieses Zentrum) und je massereicher das Objekt ist, desto schneller ist es.

Natürlich hat Galileo seine Schlussfolgerungen auf der Basis vonExperimente. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass der Wissenschaftler die ihm zugeschriebenen Experimente durchgeführt hat, indem er verschiedene Objekte aus dem "fallenden" Turm in Pisa fallen ließ, wobei er demonstrativ demonstrierte, dass sie alle zur selben Zeit an die Erdoberfläche fielen. Wir können nur getrost sagen, dass Galilei sicher wusste: schwerere Objekte werden aufgrund des auf sie wirkenden Luftwiderstands schneller zu Boden fallen. Aber die Menschen neigen dazu, Fabeln zu erfinden.