Galileo Galilei και ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση

Όλοι οι φορείς στον πραγματικό κόσμο δεν μπορεί να κινηθεί με σταθερή ταχύτητα και την ταχύτητα του σώματος συνήθως μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου, και η κατεύθυνση και το μέγεθος. Μια τέτοια κίνηση ονομάζεται ακανόνιστη. Η απλούστερη μη ομοιόμορφη κίνηση των σωμάτων είναι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης, και μπορεί να θεωρηθεί ένα λαμπρό παράδειγμα της ελεύθερης πτώσης.

Θεωρία της ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης που αναπτύχθηκε Galileo Galilei. Ήταν αυτός που έδωσε πρώτος τον ορισμό αυτού του τύπου της κίνησης, που περιγράφεται από τους νόμους της και να αποδειχθεί μια σειρά από θεωρήματα.

Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει την κίνηση των φυσικών σωμάτων από αμνημονεύτων χρόνων. Κινηματική τέθηκαν οι βάσεις πολύ πριν από τη γέννηση του Γαλιλαίου. Τώρα καθορίσουν τη διαδρομή που διασχίζεται από τον οργανισμό για κάποιο χρονικό διάστημα με γνωστή σταθερή ταχύτητα, μπορεί οποιοσδήποτε δημοτικό σχολείο μαθητή. Αρκεί για να πολλαπλασιάσει την ταχύτητα του σώματος σε κίνηση - και η απάντηση είναι έτοιμο!

Δυσκολίες προέκυψαν μόλις άρχισαν να εξετάζουν την κίνηση ενός σώματος με κυμαινόμενο επιτόκιο, και μάλιστα στη ζωή έτσι συμβαίνει σχεδόν πάντα. Κοιτάξτε το ταχύμετρο του αυτοκινήτου - είναι συνεχώς σε κίνηση, και δείχνει ότι η ταχύτητα του αυτοκινήτου αλλάζει σχεδόν κάθε λεπτό, και ακόμη πιο συχνά. Αυτό το πρόβλημα - πώς να υπολογίσει τη διαδρομή της κίνησης του σώματος με τη συνεχώς μεταβαλλόμενη ταχύτητα - προβληματισμένος τα μυαλά των επιστημόνων πολύ πριν από το Galileo.

Μετά από μια σειρά πειραμάτων, ο Γαλιλαίος έδειξε ότι η έννοια του «οργανισμού ελεύθερη πτώση“είναι ισοδύναμη με την έννοια της”ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης."

Σήμερα, με εξαιρετικά ακριβή μέτρηση του χρόνου, για να παρατηρούν τη δυναμική του ακόμη μαθητής θα μπορούσε να πέσει. Στην εποχή του Γαλιλαίου συμβατικά μηχανικά ρολόγια ήταν σπάνια, και ανακριβείς και πρωτόγονη. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες έπρεπε να δημιουργήσει ένα εντελώς νέο μέσο με το οποίο έχει επιλυθεί το πρόβλημα της μέτρησης των τιμών το φθινόπωρο. Πειραματισμός και τις μεταβαλλόμενες συνθήκες του πειράματος, καθιστώντας τις μετρήσεις και την αιτιολογία, Galileo σταδιακά κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το σώμα, ξεκινώντας από μηδενική ταχύτητα και στη συνέχεια κινείται αυξάνοντας σταδιακά την ταχύτητα. Μεταφρασμένο σε μαθηματικά παρατηρήθηκε τους ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας τη γλώσσα του τύπου α = VT d = (ΑΤ2) / 2, όπου V - ποσοστό, επιτάχυνση του σώματος - a, d - η απόσταση ότι το σώμα έχει περάσει κατά τη διάρκεια του χρόνου t.

Αν παρακολουθήσετε την πτώση των σωμάτων, και την ανάλυση των δεδομένων του τύπου που μπορείτε να ακολουθήσετε τους επιστήμονες λένε:

• ο ρυθμός της πτώσης με το χρόνο που έχει παρέλθει από την έναρξη του κινήματος, ακόμα και εμφανώς αυξάνει?

• αν το σώμα εκτελεί ομαλά επιταχυνόμενης κίνησης, το πρώτο μισό της διαδρομής θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος από ό, τι το υπόλοιπο τμήμα?

• πλέον «επιταχύνει» το σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πορεία που θα λάβουν χώρα για τα ίδια χρονικά διαστήματα.

Επιπλέον, το Galileo Galilei έκανε άλλο ένα μάλλον σημαντικό συμπέρασμα, όμως, δεν μπορούσε να επιβεβαιώσει τις μετρήσεις. Βρήκε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας g είναι σχεδόν το ίδιο κοντά στην επιφάνεια της Γης και είναι ίση με g = 9,8 m / s2. Η τιμή αυτή χαρακτηρίζει την πτώση των σωμάτων κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη μας λόγω της δύναμης της βαρύτητας της Γης, γι 'αυτό ονομάζεται επιτάχυνση της βαρύτητας ή επιτάχυνση της βαρύτητας.

Τα αποτελέσματα της έρευνας Galileo αποτέλεσε τη βάση για τις μετέπειτα θριαμβευτική ανακαλύψεις του Νεύτωνα και αποτέλεσαν τη βάση της σύγχρονης κλασικής μηχανικής. Πολύ αργότερα, ο Νεύτωνας έδειξε ότι η επιτάχυνση του σώματος μπορεί να υπολογιστεί θεωρητικά χρησιμοποιώντας τα ανοίξετε με τους νόμους της μηχανικής και νόμο της βαρύτητας.

Ένα άλλο εξίσου σημαντικό συμπέρασμα από τις ανακαλύψεις Galileo - ελεύθερη επιτάχυνση πτώση είναι εντελώς ανεξάρτητη από τη μάζα. Αυτό το πρακτικό συμπέρασμα εντελώς αντίθετα με όλες τις προ-υπάρχουσες αξιώσεις των φυσικών φιλοσόφων. Μετά από όλα, υποστήριξαν ότι κάθε πράγμα που τείνει προς το κέντρο του σύμπαντος (και της Γης, κατά την άποψή τους, αυτό το κέντρο ήταν) και η μεγαλύτερη μάζα το αντικείμενο, τόσο πιο γρήγορα το κάνει.

Φυσικά, τα συμπεράσματα Galileo γίνονται με βάση πειράματα. Αλλά δεν είναι καθόλου ένας επιστήμονας που πραγματοποιούνται πειράματα που του αποδίδονται, ρίχνοντας μια «πτώση» πύργος g.Pize διάφορα αντικείμενα φέρεται να καταδεικνύει σαφώς ότι όλοι πέφτουν στην επιφάνεια της Γης την ίδια στιγμή. Μπορούμε να πούμε μόνο με βεβαιότητα ότι το Galileo γνώριζε με βεβαιότητα: τα βαρύτερα αντικείμενα πέφτουν στο έδαφος πιο γρήγορα λόγω των ενεργειών για την αντίσταση του αέρα. Αλλά οι άνθρωποι τείνουν να εφευρίσκουν ιστορίες.