伽利略的力學成就-在線瀏覽
2024-08-07 12:54本頁面
【正文】 （），s3－s2＝5s4－s3＝7最后的步驟是用實驗驗證：由于自由落體的加速度a值大，即使在短時間內下落的路程也會很大，難于測量。他采用精密的漏壺計時，反復實驗100次。由此可見，伽利略進行科學實驗的目的主要是為了檢驗一個科學假設是否正確，而不是盲目地收集資料，歸納事實。伽利略敏銳地感覺到單擺問題與自由落體問題有內在的聯(lián)系，它們都是由于物體的重量造成的。從1602年開始，伽利略著手研究這些相關的運動問題。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。這個定律表明，落體下落的時間與物體重量無關。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。在《兩門新科學》中，這樣的概念終于以公理的形式被創(chuàng)造出來了：“勻速運動是指運動質點在任何相等的時間間隔里經過的距離也相等。有了這兩個新的概念，從斜面實驗中可以獲得更多的教益。這意味著，外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，而只是改變運動狀態(tài)的原因，這是對亞里士多德運動觀念的重大變革。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。因為。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節(jié)得很慢，這更易于測量。寬約42匣米，厚約6厘米的堅硬木板，刨光后在平板細長的正面中央沿板長刻劃一條Φ＝3厘米的筆直溝槽。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：。這項實驗得重復多次，使先后兩次之時間差不超過一次脈膊的1/10。接著再就其它長度滾下小球做實驗。成百次的重復各次實驗，所得的結果總是：球所通過的路程與時間的平方成正比。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。伽利略在斜面實驗中發(fā)現(xiàn)，只要把摩擦減小到可以忽略的程度，小球從一斜面滾下后，可以滾上另一斜面，而與斜面的傾角無關。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。因為在向下傾斜的平面上已經存在一加速因素。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。德國哲學家康德（Kant Lmmanuel，1724～1804）在他的名著《純粹理性批判》一書的序言中寫道；“當加利略讓他的一些圓球以他本人所選定的重力，沿料面溝槽滾下來的時，……對所有的自然科學研究者來說，心中豁然開朗，他們明白了：理性所能洞察的事物只能是理性自身所構想的事物，……理性一方面必須以它的一些原理來接近自然，按照這些原理，只有那些與現(xiàn)象相符合的方可看作為定律，而在另一方面還要根據(jù)一些定律進行考慮去做實驗，并用實驗來接近自然。 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，是人們的直覺經驗。伽利略則得出新的概念，他觀察到一個沿著光滑制面向上滑動的物體，因制面的斜角不同而受到不同程度的減速，斜角越小，減速越小。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”。在《
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1