Freefall: historia odkryć i znaczenie historyczne

Podstawa nowoczesnej kinematyki

Swobodny upadek jest jednym z najciekawszych zjawisk fizycznych, który od starożytności przyciąga uwagę naukowców i filozofów. Ponadto jest to jeden z tych procesów, eksperymenty, na które może postawić każdy uczeń.

"Błąd filozoficzny" Arystotelesa

Pierwsi, którzy przyjęli naukowe uzasadnienie tego zjawiska, które obecnie znane jest jako swobodny spadek, były starożytni filozofowie. Oczywiście nie przeprowadzali żadnych eksperymentów i eksperymentów, ale próbowali scharakteryzować go z punktu widzenia własnego systemu filozoficznego. W szczególności, Arystoteles dowodził, że cięższe ciała spadają na ziemię z większą prędkością, wyjaśniając to nie przez prawa fizyczne, ale tylko przez tendencję wszystkich obiektów we Wszechświecie do porządku i organizacji. Co ciekawe, w tym przypadku nie przedstawiono żadnych dowodów eksperymentalnych, a stwierdzenie to było postrzegane jako aksjomat.

Wkład Galileo w badania i teoretyczne uzasadnienie swobodnego spadku

Średniowieczni filozofowie zakwestionował teoretyczną pozycję Arystotelesa. Nie będąc w stanie tego udowodnić w praktyce, byli jednak przekonani, że prędkość, z jaką ciała poruszają się na ziemi bez uwzględnienia wpływu zewnętrznego pozostaje taka sama. To właśnie z tych pozycji wielki włoski naukowiec G. Galileusz uważał swobodę spadania. Po przeprowadzeniu licznych eksperymentów doszedł do wniosku, że prędkość poruszania się, na przykład miedź i złoto, spada na ziemię. Jedyną rzeczą, która uniemożliwia jej wizualną instalację, jest obecność oporu powietrza. Ale nawet w tym przypadku, jeśli weźmiemy ciała o wystarczająco dużej masie, wylądują na powierzchni naszej planety mniej więcej w tym samym czasie.

Podstawowe zasady swobodnego spadania

Z jego doświadczeń wynika, że ​​Galileusz wyciągnął dwa ważne wnioski. Po pierwsze, szybkość upadku absolutnie jakiegokolwiek ciała, niezależnie od jego masy i materiału, z którego jest produkowany, jest taka sama. Po drugie, przyspieszenie, z jakim porusza się obiekt, pozostaje stałe, to znaczy prędkość wzrasta w tych samych odstępach czasu w tych samych odstępach czasu. Następnie zjawisko to nazywane jest swobodnym spadkiem.

Nowoczesne obliczenia

Jednak nawet sam Galileusz rozumiał względne ograniczenia swoich eksperymentów. W końcu, niezależnie od ciał, które zabrał, nie byłby w stanie zmusić ich do uderzenia w powierzchnię ziemi w tym samym czasie: w tamtym czasie niemożliwe było zwalczanie oporu powietrza. Dopiero wraz z pojawieniem się specjalnego sprzętu, przy pomocy którego wypompowano powietrze z rur, można było eksperymentalnie udowodnić, że swobodny spadek rzeczywiście ma miejsce. Pod względem ilościowym okazało się, że wynosi ono około 9,8 m / s ^ 2, ale później naukowcy doszli do wniosku, że wartość ta zmienia się jednak bardzo nieznacznie, w zależności od wysokości obiektu nad ziemią, a także od warunków geograficznych.

Pojęcie i znaczenie swobodnego spadku we współczesnej nauce

Obecnie wszyscy naukowcy są zdania, że ​​swobodny upadek jest zjawiskiem fizycznym polegającym na ruch równomiernie przyspieszony ciało, umieszczone w próżni przestrzeni, na powierzchnię ziemi. Nie ma znaczenia, czy jakiekolwiek zewnętrzne przyspieszenie zostało nadane temu ciału, czy nie.

Uniwersalizm i stałość są najważniejszymi cechami tego fizycznego zjawiska.

Powszechność tego zjawiska polega na tym, że prędkość swobodnego opadania osoby lub ptasiego pióra w próżni jest absolutnie taka sama, to znaczy, podczas jednoczesnego rozpoczynania się, docierają one jednocześnie do powierzchni ziemi.