Galileo Galilei dan Undang -undang Kejatuhan Percuma

The Undang -undang Kejatuhan Percuma Galileo Galilei menetapkan bahawa jarak yang dilalui oleh badan yang bebas dibebaskan dari ketinggian tertentu, adalah berkadar dengan kuadrat masa yang dihabiskan untuk mengembara.

Dan sejak masa hanya bergantung pada ketinggian, semua badan mencapai tanah pada masa yang sama, tanpa mengira jisim mereka, ketika mereka jatuh dari ketinggian yang sama.

Galileo, salah seorang saintis paling terang sepanjang masa, dilahirkan di bandar Itali Pisa pada tahun 1564.

Pada masa itu, kepercayaan Aristotelian mengenai sifat pergerakan itu dikongsi oleh kebanyakan komuniti saintifik. Aristotle (384-322 a.C.) Dia adalah pemikir yang luar biasa dari Yunani kuno, yang mencerminkan kepercayaannya tentang sains dalam 200 karya yang dia percaya dia menulis sepanjang hidupnya.

Hanya 31 karya -karya yang datang hingga ke hari ini, dan di dalamnya, ahli falsafah Yunani menjelaskan visinya tentang alam semula jadi, yang dikenali sebagai Fizik Aristotelian. Salah satu postulatnya adalah seperti berikut: Apabila dua mayat jatuh dari ketinggian yang sama, yang paling berat selalu sampai ke tanah terlebih dahulu.

Aristotle menyatakan bahawa objek paling berat datang ke tanah terlebih dahulu, tetapi Galileo menunjukkan bahawa ia tidak begitu. Sumber: Wikimedia Commons.

Galileo menguji kepercayaan ini dan dengan itu memulakan perkembangan sains berdasarkan percubaan, revolusi yang menyebabkan kemanusiaan mengambil langkah pertama di luar bumi, dan memperluaskan alam semesta yang diketahui saiz yang tidak disangka -sangka.

[TOC]

Eksperimen Galileo

Potret Galileo Galilei

Pada masa kini mereka mengajar kita bahawa semua objek, tanpa mengira jisim mereka, sampai ke tanah pada masa yang sama ketika mereka menjatuhkannya dari ketinggian tertentu. Ini kerana semua orang tanpa pengecualian bergerak dengan pecutan yang sama: graviti. Sudah tentu, selagi rintangan udara dihina.

Boleh melayani anda: peleburan terma

Kita dapat melihatnya menjatuhkan serentak dan dari ketinggian yang sama objek berat dan cahaya, contohnya batu dan selembar kertas berkerut, dan kita akan melihat bagaimana mereka sampai ke tanah pada masa yang sama.

Apabila objek tidak mempunyai geseran udara pada masa yang sama

Galileo di Torre de Pisa

Galileo bertekad untuk menguji kepercayaan Aristotelia melalui eksperimen yang teliti dan perkembangan matematik. Legenda itu menegaskan bahawa ia menjatuhkan objek dari bahagian atas menara terkenal yang cenderung Pisa, mengukur masa yang diperlukan untuk jatuh ke masing -masing.

Adalah dipersoalkan bahawa Galileo telah dimuat naik secara nyata ke bahagian atas menara untuk tujuan ini, kerana dalam mana -mana pengukuran yang tepat pada masa yang singkat -Mersenkan 3.4 s- dengan jam tangan pada masa itu tidak mungkin.

Tetapi dikatakan bahawa pada satu ketika Galileo membawa bersama ramai orang di kaki menara untuk mengesahkan sendiri, pada dasarnya, dua orang yang berlainan jisim mencapai tanah pada masa yang sama.

Walau bagaimanapun, ahli fizik Itali mencatatkan buku -bukunya dari eksperimen lain untuk mengkaji pergerakan itu dan dengan itu mengetahui bagaimana keadaan bergerak.

Antaranya adalah pendulum mudah, yang terdiri daripada menggantung jisim tali cahaya dan meninggalkannya berayun dan bahkan beberapa di mana dia cuba mengukur kelajuan cahaya (tanpa kejayaan).

Pendulum yang dipotong

Di antara banyak eksperimen Galileo adalah satu di mana dia menggunakan pendulum, yang mana dia meletakkan cengkih di beberapa titik pertengahan antara permulaan pergerakan dan kedudukan terendah.

Dengan ini dia berhasrat untuk memangkas pendulum, iaitu, memendekkannya. Sebaik sahaja pendulum mencapai kuku, ia dikembalikan ke titik awal, yang bermaksud bahawa kelajuan pendulum hanya bergantung pada ketinggian dari mana ia dibebaskan, dan bukan pada jisim yang digantung dari pendulum.

Eksperimen ini memberi inspirasi.

Ia boleh melayani anda: kebolehmampatan: pepejal, cecair, gas, contoh

Eksperimen dengan satah cenderung

Eksperimen yang membawa Galileo kepada perumusan undang -undang kejatuhan bebas adalah pesawat yang cenderung, di mana dia membiarkan sfera memimpin dari ketinggian yang berbeza dan dengan kecenderungan yang berbeza. Dia juga terbukti meningkatkan sfera untuk naik dan mengukur ketinggian yang mereka capai.

Oleh itu dia menunjukkan bahawa semua badan jatuh dengan pecutan yang sama selagi geseran tidak campur tangan. Ini adalah keadaan yang ideal, kerana geseran tidak pernah hilang sepenuhnya. Walau bagaimanapun, satah kayu yang digilap cenderung merupakan pendekatan yang baik.

Mengapa Galileo memutuskan untuk menggunakan pesawat cenderung jika apa yang dia mahukan adalah melihat bagaimana mayat jatuh?

Sangat mudah: kerana tidak ada jam tangan yang sesuai untuk mengukur masa kejatuhan dengan tepat. Kemudian dia mempunyai kejadian yang cemerlang: untuk menjadikannya lebih lambat, "melembutkan" graviti melalui peranti.

Langkah Eksperimen

Galileo menjalankan urutan berikut dan mengulanginya "kira -kira seratus kali" pasti, katanya dalam bukunya Dialog mengenai dua sains baru:

-Dia mengambil pesawat kayu yang ditarik kira -kira 7 m panjang, yang telah menugaskan tukang kayu, dan meletakkannya dengan sudut kecenderungan tertentu tidak begitu besar.

-Dia mengecewakan sfera pada jarak tertentu.

-Saya mengukur masa perjalanan.

-Mengulangi perkara di atas dengan peningkatan kecenderungan.

Pemerhatian Galileo

Galileo memerhatikan bahawa, tanpa mengira sudut kecenderungan:

-Kelajuan sfera meningkat pada kadar yang tetap -menghib,-.

-Jarak perjalanan adalah berkadar dengan kuadrat masa yang digunakan.

Dan dia membuat kesimpulan bahawa ini juga akan dipenuhi jika jalan itu menegak, yang pastinya akan jatuh bebas.

Formula

Jika d adalah jarak dan t adalah masa, pemerhatian Galileo, dalam bentuk matematik, boleh diringkaskan dalam:

d ∝ t²

Hari ini kita tahu bahawa pemalar perkadaran yang diperlukan untuk mewujudkan kesamaan adalah ½ g, di mana g adalah nilai pecutan graviti, untuk mendapatkan:

Boleh melayani anda: Bravais Networks: Konsep, Ciri, Contoh, Latihan

D = ½ gt²

Nilai G yang diterima hari ini ialah 9.81 m/s².

Dua pesawat cenderung dihadapi

Galileo bukan sahaja membiarkan sfera menuruni bukit dengan pesawat, dia juga menghadapi dua pesawat cenderung untuk melihat sejauh mana sfera yang tersisa untuk meluncur.

Dan dia mendapati bahawa sfera berjaya naik ke ketinggian yang sama dari mana dia pergi. Kemudian sudut kecenderungan latar belakang berkurangan, seperti yang ditunjukkan pada angka yang lebih rendah, sehingga ia benar -benar mendatar.

Sekiranya tidak ada geseran, sfera bergerak selama -lamanya. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam semua kes, sfera mencapai ketinggian yang serupa dengan pemergian. Dan apabila latar belakang menjadi mendatar, sfera dapat bergerak selama -lamanya, kecuali geseran perlahan -lahan menghentikannya.

Sumbangan eksperimen Galileo

Galileo dianggap, bersama dengan Isaac Newton, bapa fizik. Ini adalah beberapa sumbangan kepada sains dari eksperimen mereka:

-Konsep percepatan, asas dalam kajian kinematik badan -badan, dengan cara ini Galileo meletakkan asas -asas pergerakan dipercepatkan, dan dengan itu mekanik, yang kemudiannya akan mengukuhkan Isaac Newton dengan tiga undang -undangnya.

-Beliau juga menekankan pentingnya daya geseran, kekuatan yang tidak pernah dipertimbangkan oleh Aristotle.

-Galileo menunjukkan bahawa tindakan berterusan daya untuk mengekalkan pergerakan badan tidak diperlukan, kerana jika tiada geseran, sfera terus bergerak selama -lamanya melalui permukaan satah pesawat.

Rujukan

1. Álvarez, J. L. Fenomena kejatuhan mayat. Majalah Fizik Mexico. Pulih dari: Scielo.org.
2. Hewitt, Paul. 2012. Sains Fizikal Konsep. 5th. Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, l. 2010. Fizik: Pandangan Dunia Konseptual. Ke -7. Edisi. Cengage.
4. Meléndez, r. 2020. Percubaan yang dilakukan oleh Galileo. Pulih dari: elbierzodigital.com.
5. Pérez, J. 2015. Eksperimen dengan bola dan rancangan cenderung. Diperolehi dari: Culturacientifica.com.
6. Ponce, c. 2016. Galileo Galilei dan Undang -undang Kejatuhan Percuma. Pulih dari: Bestiariatopologico.Blogspot.com.