Галилей был первым, кто открыл закон инерции и сформулировал классический принцип относительности; это положило начало специальной теории относительности. Галилею же мы обязаны открытием и тех законов природы, которые позже легли в основу общей теории относительности. Это были законы свободного падения тел.
Чем отличается падение легкого тела от падения тяжелого? Казалось бы, вопрос прост. Каждый из нас имел возможность удостовериться, что легкие тела падают медленнее, чем тяжелые. Пусть падают, например, с лесов кирпич и платок. Несомненно, кирпич раньше достигнет
земли. Можно ли отсюда заключить, что тяжелые тела падают быстрее?
Выпустим из рук пушинку. Она станет, кружась, подниматься. Следует ли из этого, что легкие, как пушинка, тела вообще не падают на землю? Разумеется, ни один из наших читателей с таким выводом не согласится. Пушинку подняли потоки воздуха. Не будь этих потоков — пушинка упала бы на землю.
Чем отличается падение легкого тела от падения тяжелого? Казалось бы, вопрос прост. Каждый из нас имел возможность удостовериться, что легкие тела падают медленнее, чем тяжелые. Пусть падают, например, с лесов кирпич и платок. Несомненно, кирпич раньше достигнет
земли. Можно ли отсюда заключить, что тяжелые тела падают быстрее?
Выпустим из рук пушинку. Она станет, кружась, подниматься. Следует ли из этого, что легкие, как пушинка, тела вообще не падают на землю? Разумеется, ни один из наших читателей с таким выводом не согласится. Пушинку подняли потоки воздуха. Не будь этих потоков — пушинка упала бы на землю.
Галилей был первым, кто открыл закон инерции и сформулировал классический принцип относительности; это положило начало специальной теории относительности. Галилею же мы обязаны открытием и тех законов природы, которые позже легли в основу общей теории относительности. Это были законы свободного падения тел.
Чем отличается падение легкого тела от падения тяжелого? Казалось бы, вопрос прост. Каждый из нас имел возможность удостовериться, что легкие тела падают медленнее, чем тяжелые. Пусть падают, например, с лесов кирпич и платок. Несомненно, кирпич раньше достигнет
земли. Можно ли отсюда заключить, что тяжелые тела падают быстрее?
Выпустим из рук пушинку. Она станет, кружась, подниматься. Следует ли из этого, что легкие, как пушинка, тела вообще не падают на землю? Разумеется, ни один из наших читателей с таким выводом не согласится. Пушинку подняли потоки воздуха. Не будь этих потоков — пушинка упала бы на землю.
Отсюда видно, что сопротивление воздуха может оказать большое влияние на падение тел. Однако влияние воздушной среды здесь нас не интересует. Будем рассматривать только свободное падение тел, т. е. движение тел под действием одного лишь притяжения Земли при отсутствии всех побочных воздействий, в том числе и сопротивления воздуха.
Вряд ли кто-нибудь последует приглашению прыгнуть вниз с высокой башни. Спрыгнуть же со стула совсем не страшно. Этот опыт повседневной жизни отражает одно существенное свойство падения тел: свободно падающие тела движутся с ускорением. При прыжке с высоты к моменту встречи с Землей скорость может возрасти весьма значительно.
Уже Аристотелю было известно, что свободные тела падают ускоряясь, однако он, как и другие античные философы, был убежден, что легкие тела падают медленнее тяжелых. Истину в этом вопросе нашел лишь Галилей.
Для выяснения законов свободного падения Галилей, начиная с 1589 г., проводил многочисленные опыты. В городе Пиза, где в то время он работал, есть известная наклонная башня, как будто специально построенная для подобных опытов. Галилей ронял с этой башни тела самого различного веса и формы и измерял время их падения. При этом были выбраны наиболее компактные тела, чтобы по возможности исключить тормозящее действие воздуха. Результат опытов был поразительным: оказалось, что все тела, независимо от их массы, падают с одним и тем же ускорением. Если два каких-нибудь тела начинают падение вместе, то и заканчивают его вместе. При этом падение тел происходит равномерно-ускоренно. В конце первой секунды тело приобретает скорость 9,8 м/сек, в конце второй секунды скорость падения достигает уже 19,6 м/сек и т. д. Скорость тела увеличивается в течение каждой секунды на 9,8 м/сек.
В школе на уроках физики закон свободного падения тел обычно демонстрируют с помощью длинной стеклянной трубки с запаянными концами, внутри которой находятся дробинка и пушинка. Если быстро повернуть трубку в вертикальном направлении относительно Земли дробинка и пушинка начинают падать, причем дробинка значительно опережает пушинку. Затем из тубки выкачивают воздух и повторяют опыт. В этом случае пушинка, падая, уже не отстает от дробинки. Задержка пушинки прежде всего была вызвана тормозящим влиянием воздуха. В безвоздушном пространстве скорость падения тела не зависит от его массы.
То, что при отсутствии воздуха все тела падают одинаково, Галилей к тому же обосновал очень интересным логическим рассуждением, Предположим, что тяжелое тело падает быстрее легкого. Свяжем эти тела. Как должно падать теперь это составное тело? С одной стороны, составное тело весит больше, чем каждое из тел до связывания в отдельности. Поэтому оно должно падать быстрее, чем каждое из его составляющих тел в отдельности. Но с другой стороны, легкое тело, падающее медленнее, будучи прикрепленным к тяжелому, должно тормозить падение последнего. Оба вывода логически верны, но между собой находятся в противоречии. Следовательно, ошибка должна содержаться уже в предпосылке, утверждающей, что более тяжелое тело падает быстрее легкого. Правильным будет признать, что все тела падают с одинаковым ускорением независимо от их массы.
Чем отличается падение легкого тела от падения тяжелого? Казалось бы, вопрос прост. Каждый из нас имел возможность удостовериться, что легкие тела падают медленнее, чем тяжелые. Пусть падают, например, с лесов кирпич и платок. Несомненно, кирпич раньше достигнет
земли. Можно ли отсюда заключить, что тяжелые тела падают быстрее?
Выпустим из рук пушинку. Она станет, кружась, подниматься. Следует ли из этого, что легкие, как пушинка, тела вообще не падают на землю? Разумеется, ни один из наших читателей с таким выводом не согласится. Пушинку подняли потоки воздуха. Не будь этих потоков — пушинка упала бы на землю.
Отсюда видно, что сопротивление воздуха может оказать большое влияние на падение тел. Однако влияние воздушной среды здесь нас не интересует. Будем рассматривать только свободное падение тел, т. е. движение тел под действием одного лишь притяжения Земли при отсутствии всех побочных воздействий, в том числе и сопротивления воздуха.
Вряд ли кто-нибудь последует приглашению прыгнуть вниз с высокой башни. Спрыгнуть же со стула совсем не страшно. Этот опыт повседневной жизни отражает одно существенное свойство падения тел: свободно падающие тела движутся с ускорением. При прыжке с высоты к моменту встречи с Землей скорость может возрасти весьма значительно.
Уже Аристотелю было известно, что свободные тела падают ускоряясь, однако он, как и другие античные философы, был убежден, что легкие тела падают медленнее тяжелых. Истину в этом вопросе нашел лишь Галилей.
Для выяснения законов свободного падения Галилей, начиная с 1589 г., проводил многочисленные опыты. В городе Пиза, где в то время он работал, есть известная наклонная башня, как будто специально построенная для подобных опытов. Галилей ронял с этой башни тела самого различного веса и формы и измерял время их падения. При этом были выбраны наиболее компактные тела, чтобы по возможности исключить тормозящее действие воздуха. Результат опытов был поразительным: оказалось, что все тела, независимо от их массы, падают с одним и тем же ускорением. Если два каких-нибудь тела начинают падение вместе, то и заканчивают его вместе. При этом падение тел происходит равномерно-ускоренно. В конце первой секунды тело приобретает скорость 9,8 м/сек, в конце второй секунды скорость падения достигает уже 19,6 м/сек и т. д. Скорость тела увеличивается в течение каждой секунды на 9,8 м/сек.
В школе на уроках физики закон свободного падения тел обычно демонстрируют с помощью длинной стеклянной трубки с запаянными концами, внутри которой находятся дробинка и пушинка. Если быстро повернуть трубку в вертикальном направлении относительно Земли дробинка и пушинка начинают падать, причем дробинка значительно опережает пушинку. Затем из тубки выкачивают воздух и повторяют опыт. В этом случае пушинка, падая, уже не отстает от дробинки. Задержка пушинки прежде всего была вызвана тормозящим влиянием воздуха. В безвоздушном пространстве скорость падения тела не зависит от его массы.
То, что при отсутствии воздуха все тела падают одинаково, Галилей к тому же обосновал очень интересным логическим рассуждением, Предположим, что тяжелое тело падает быстрее легкого. Свяжем эти тела. Как должно падать теперь это составное тело? С одной стороны, составное тело весит больше, чем каждое из тел до связывания в отдельности. Поэтому оно должно падать быстрее, чем каждое из его составляющих тел в отдельности. Но с другой стороны, легкое тело, падающее медленнее, будучи прикрепленным к тяжелому, должно тормозить падение последнего. Оба вывода логически верны, но между собой находятся в противоречии. Следовательно, ошибка должна содержаться уже в предпосылке, утверждающей, что более тяжелое тело падает быстрее легкого. Правильным будет признать, что все тела падают с одинаковым ускорением независимо от их массы.