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石头与羽毛同时落地

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:不过比萨斜塔闻名世界,不仅仅是因它的倾斜,还因为著名物理学家伽利略在斜塔上做了个改变当时关于物体运动概念的实验。简单地说就是石头和羽毛哪个先落地的实验。如果站在高处做一个试验,同时抛出石块和羽毛,其结果也很明显,石块先落到地上,那么伽利略这一实验结果是怎样的呢?1971年美国宇航员斯科特,在没有空气的月球表面上使一把锤子和一根羽毛同时落到月球表面,进一步证明了伽利略的观点是正确的。

石头与羽毛同时落地

比萨斜塔,建于公元1173年,塔高55米,由于建造时塔基出了问题,塔身发生倾斜,成了一座斜塔,因而也成为世畀一大奇观。不过比萨斜塔闻名世界,不仅仅是因它的倾斜,还因为著名物理学家伽利略在斜塔上做了个改变当时关于物体运动概念的实验。简单地说就是石头和羽毛哪个先落地的实验。

少年朋友们,你也许有过这方面的经验,抛掷一个石块,它落地很快,如果抛出一根羽毛,一来是抛不远,二来即或抛出一定距离,它下落得却非常慢。如果站在高处做一个试验,同时抛出石块和羽毛,其结果也很明显,石块先落到地上,那么伽利略这一实验结果是怎样的呢?

公元前4世纪,希腊有个著名的哲学家,名叫亚里士多德,他认为:重的物体下落快,轻的物体下落慢。如果让羽毛和石块同时下落,石块落地快,羽毛落地慢。在将近2000年时间里,亚里士多德的观点被认为绝对正确。到了公元16世纪,意大利物理学家伽利略首先向亚里士多德提出了挑战。他巧妙地提出:如果把一个重物与一轻物绑在一起,结果怎样呢?这一问正好点着亚里士多德的漏洞。重物下落得快,轻物下落得慢,轻重两物绑在一起,快的变得慢些,慢的变得快些。按照亚里士多德的观点,其下落速度应比重的慢而比轻的快,轻物与重物绑在一起,下落速度不快也不慢。另一方面,按照亚里士多德的观点,重物下落快,那么轻物与重物绑在一起,比重物还要重,下落速度应该更快。

伽利略竟然挑权威人物的刺,指出亚里士多德理论中矛盾,这样就得罪了许多学者、教授,他们纷纷要他拿出证据来,于是产生了流传广泛的有名的斜塔实验故事。

相传1590年的某一天,在意大利比萨大学的校园里出现了一张通知,通知里告诉人们,年轻的伽利略教授(当时年仅26岁)在他的几位学生的协助下,将于第二天中午在比萨斜塔上做重物落地实验,邀请全体师生前往观看。

第二天中午,许多人来到比萨斜塔,一部分人是好奇,另一部分人是想看伽利略的笑话。

实验开始了。伽利略让一个学生首先登上斜塔的第二层,将两个分别重1磅和10磅的铅球放进一个特制的盒子里。只见伽利略在塔下一挥手,持盒子的学生一碰按钮,盒子顿时打开,两个轻重不同的球同时离开盒子,转眼之间,只听“啪”地一声,两个轻重不同的铅球同时落地,这使在场的人都大吃一惊。接着,伽利略在塔的第三层、第五层和塔顶重复了这一实验,每一次,不同重量的铅球从同一高度落下来,都是同时到达地面。

这就是著名的斜塔实验,它以不可辩驳的事实纠正了当时已经统治近2000年的亚里士多德关于“物体愈重,下落愈快”的错误观点。

后来,人们用玻璃管做实验。管长约1.5米,一端封闭,另一端有抽气开关。将形状、重量不同的金属硬币、铅丸、小羽毛、纸片等小物品放入管内,先使玻璃管中有空气,把玻璃管急速倒立过来,会看到物体下落的快慢是不相同的。如果把玻璃管内的空气抽出去后,再把管急速倒立过来,就会看到所有物体同时落地底部。这个实验表明:平常我们看到物体下落有快慢,不是因为它们重量不同,而是由于它们受到空气阻力作用不同的缘故。如果除掉空气阻力的影响,一切物体下落的快慢都是相同的。1971年美国宇航员斯科特,在没有空气的月球表面上使一把锤子和一根羽毛同时落到月球表面,进一步证明了伽利略的观点是正确的。

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