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哪个铁球先落地·自由落体定律

时间:2022-02-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:塔顶上的伽利略同时松开双手,两个铁球同时自由下落,在众目睽睽之下,同时落到了地上。伽利略的实验证实:从同一高度自由下落的物体,不论其重量如何,都会同时落地。这就是物理学上一条非常重要的定律——自由落体定律。这就是自由落体定律。后来,真空技术有了提高,自由落体定律再次得到了验证。

1590年的一天,比萨斜塔四周围满了行人,他们仰着头向上看。意大利物理学家伽利略·伽利雷站在斜塔顶层,一手拿着一个1磅重的铁球,一手拿着一个10磅重的铁球。他要当众进行实验,证实自己的推测:不同重量的物体,从同样的高度落下,会同时落在地上。

2300多年前,亚里士多德曾经提出:物体下落的速度和它的重量成正比,也就是说,物体越重,下落的速度越快。在长达1900多年的时间内,人们一直遵循着这一定论,直到16世纪才有人提出质疑。

塔顶上的伽利略同时松开双手,两个铁球同时自由下落,在众目睽睽之下,同时落到了地上。面对这样的事实,围观的观众十分惊讶,同时也都信服了伽利略的观点。

伽利略的实验证实:从同一高度自由下落的物体,不论其重量如何,都会同时落地。就是说,物体无论轻重,它们下落时的加速度是相同的。这就是物理学上一条非常重要的定律——自由落体定律。它的发现导致了以后一系列重大的科学发现。

不受任何阻力,只在重力作用下降落的物体,叫自由落体,如在地球引力作用下由静止状态开始下落的物体。

地球表面附近的上空可看作恒定的重力场。如不考虑大气阻力,在该区域内的自由落体运动是匀加速直线运动。地球的引力是恒定的,所以自由落体下落的加速度也是恒定的。这样一来,不论其质量是多少,它们下落的时间都相等。这就是自由落体定律。

按照伽利略发现的自由落体定律,同一高度同时坠落的任何物体,都应该同时落地,但为什么实际上并不是这样呢?比如,当鸡毛和铁球同时从同一高度落下时,鸡毛就会落得慢。

这是因为同质量的鸡毛受到的空气浮力更大的缘故。在真空里,鸡毛和铁球应该落得一样快。鉴于当时的技术条件,伽利略无法在真空里完成这个实验。后来,真空技术有了提高,自由落体定律再次得到了验证。实验的过程是:把鸡毛和铁球放到一个玻璃罩内,抽去空气,形成真空,实验的结果与伽利略的推测一致——两者同时落地。

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