伽利略的力學成就-wenkub.com
2025-06-24 12:54 本頁面
【正文】 愛因斯坦評論說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標志著物理學的真正開端?！边@樣，就從重物體比輕物體下落得快的假設，推出了重物體比輕物體下落慢的結論。針對亞里士多德的自由落體運動中“物體越重，下落越快”的觀點，伽利略用“歸謬法”，提出了“落體佯謬”，巧妙地揭示了亞里士多德的理論內(nèi)部包含的矛盾。伽利略不僅是實驗方法的實踐者，同時他還從科學研究程序的高度上確定了實驗方法的地位。沒有它們，人們就像是在一個黑暗的迷宮了勞而無功地游蕩。他相信自然界是按照數(shù)學設計的。伽利略的另一個發(fā)現(xiàn)就是擺的等時性。通過望遠鏡的觀測，伽利略得到一系列發(fā)現(xiàn)。正如愛因斯坦所說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。伽利略轉瞬逝世已360多年了，隨著科學的發(fā)展與科學技術的日益精密，展現(xiàn)在人們面前的是科學假設與科學理論總是經(jīng)受越來越嚴峻的考驗。伽利略后來聽說了這一實驗，可能也親自動手做過，但這種實驗由于有空氣阻力不會太準確。這種看法在經(jīng)驗中確實可以找到證據(jù)，比如一根羽毛就比一塊石頭后落到地面，但是也不難找到反例，比如一個同樣大小的鐵球和木球從等高處下落，幾乎無法區(qū)分哪一個先落下。完整的慣性原理是在伽利略逝世后兩年由笛卡兒（Descartes Rene，1596～1650）表達的。這種新的慣性概念，推翻了1000多年以來亞里士多德學派認為物體運動靠精靈或外界迂回空氣推動的說法，也澄清了中世紀含糊的“沖力”說。自然界教我們在一切各種不同的過程中只去采用最一般，最簡單與最容易的方法。接著用純粹演繹的方法轉到加速運動上來。因而得出這樣的結論：“一個運動的物體，假如有了某種速度以后，只要沒有增加或減小速度的外部原因，便會始終保持這種速度——這個條件只有在水平的平面上才有可能，因為在斜面的情況下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了減速的起因；由此可知，只有在水平面上運動才是不變的”。 3 慣性原理和力與加速度的概念推動重物時需要的力大，而推動輕物時需要的力小，是人們的直覺經(jīng)驗。由此可見，在水平面上的運動是永久的；因為，如果速度是均勻的，它就不能減小或緩慢下來，更不會停止。如果第二斜面水平位置，而且無限延長，則小球會一直運動下去。同時也證明，對不同傾角的斜面，球在各個滾落時間的比例恰是實驗者推導所預計的。接著再就其它長度滾下小球做實驗。有此之前，先將長板的一端墊高約140厘米，使其成為個斜面，其傾斜度約為：。然而，沿斜面下滾的球與豎直下落的球一樣，也是一種“自發(fā)下降”，況且沿斜面下滾的球還可以將其下滾速度調(diào)節(jié)得很慢，這更易于測量。大約在1604年間，伽利略開始尋找關于“重物自然下降”過程中速度隨時間增加的規(guī)律。有了這兩個新的概念，從斜面實驗中可以獲得更多的教益。起初，伽利略雖然發(fā)現(xiàn)了落體定律但還是錯誤地以為速度與距離成正比，直到后來才認識到速度與時間成正比。他所面臨的困難主要是沒有準確的計時裝置，先是用脈搏，再是用音樂節(jié)拍，最后用水鐘。伽利略敏銳地感覺到單擺問題與自由落體問題有內(nèi)在的聯(lián)系，它們都是由于物體的重量造成的。他采用精密的漏壺計時，反復實驗100次。s4－s3＝7（），32于是采取或υ＝at的假設，這里a是加速度。伽利略的數(shù)學與實驗相結合的研究方法，一般來說，分三
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