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  • 1 # 使用者8852944140293

    亞里士多德認為物體自身重量越重,下落的傾向就越大,下落的速度也就越快;物體越輕,下落的傾向就越小,下落的速度也就越慢。因此,亞里士多德得出了一個結論:物體下落的快慢和它的重量是成正比的。

    在我們今天看來,亞里士多德的論斷是錯誤的。然而在古代,亞里士多德有很高的聲望,他所說的話沒有一個人敢懷疑。所以在將近兩千年的漫長歲月裡,人們一直把亞里士多德的論斷當作真理。直至16世紀,這個論斷才被伽利略推翻。

    比薩斜塔伽利略首先進行了邏輯推理,從推理中發現物體下落的快慢和它的重量無關。伽利略設想,如果亞里士多德的觀點是正確的,輕重不同的兩個物體下落時,重的物體下落快,輕的物體下落慢。可是,如果將它們綁在一起同時下落會出現什麼情形呢?按照亞里士多德的觀點,綁在一起後的物體會比原來重的物體更重,所以它們就比重的物體下落得快。可如果從另一個方面分析,重的物體要帶動輕的物體運動,它們應該比重的物體下降得慢一些。這兩個結論很顯然是矛盾的。由此伽利略得出結論:物體下落的快慢與重量無關,所有物體下落的快慢都是相同的。

    伽利略又繼續研究物體下落的距離和所用時間的關係。可是又遇到了難題,因為在那個時代是沒有鐘的。為了計算時間,伽利略在一個大的盛水桶底部鑽一個小孔,並安上龍頭,在龍頭下面放上接水容器。開啟龍頭,水就會流入接水容器,稱量容器中所接水的質量就可以確定經歷的時間。

    物體下落時,運動的速度很快,經歷的時間也極短。用這種粗糙的裝置測量精確的時間顯然是辦不到的。伽利略仔細觀察小球在斜面上的運動,發現斜面越陡,小球運動得越快。於是伽利略把小球的下落運動看成是小球斜面運動的一種特殊情況。因此伽利略就開始用斜面做實驗來研究物體下落的規律。

    當斜面的傾斜度很小時,他就能比較準確地計算時間了。伽利略反覆進行斜面實驗,測量出小球在斜面上運動的距離和所用時間,透過推導距離、時間、速率和加速度之間的關係,得出了小球沿斜面滾下或自由下落的運動都是勻加速運動的結論,又進一步發現了物體下落運動的規律——自由落體定律,即物體從靜止狀態開始下落,物體運動的距離同下落時間的平方成正比。

    比薩斜塔

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