Galileo Galilei ja hänen vapaa pudotuslaki

Se Vapaa pudotuslaki Galileo Galilei toteaa, että tietyltä korkeudesta vapautuvan ruumiin kulkeva etäisyys on verrannollinen sen ajamiseen kuluneen ajan neliöön.

Ja koska aika riippuu vain korkeudesta, kaikki rungot saavuttavat maahan samanaikaisesti massasta riippumatta, kun ne pudotetaan samasta korkeudesta.

Galileo, yksi kaikkien aikojen kirkkaimmista tutkijoista, syntyi Italian Pisan kaupungissa vuonna 1564.

Tuolloin suurin osa tiedeyhteisöstä jakoi aristotelialaiset uskomukset liikkeen luonteesta. Aristoteles (384-322 a.C.) Hän oli muinaisen Kreikan huomattava ajattelija, joka oli heijastanut uskomuksiaan tieteestä 200 teoksessa, jotka hän uskoo kirjoittavansa koko elämänsä ajan.

Vain 31 näistä teoksista tuli tähän päivään, ja heissä kreikkalainen filosofi selitti hänen näkemyksensä luonnosta, joka tunnetaan nimellä Aristotelilainen fysiikka. Yksi sen postulaateista on seuraava: Kun kaksi ruumista pudotetaan samalta korkeudesta, raskain saavuttaa aina maan ensin.

Aristoteles julisti, että raskaimmat esineet tulivat ensin maahan, mutta Galileo osoitti, että se ei ole niin. Lähde: Wikimedia Commons.

Galileo testasi tätä juurtunutta uskomusta ja aloitti sen kanssa kokeiluun perustuvan tieteen kehityksen, vallankumouksen, joka johti ihmiskunnan siirtymään ensimmäiset askeleensa maan ulkopuolelle ja laajensi maailmankaikkeutta, joka tunnetaan epäilemättä koon,.

[TOC]

Galileon kokeet

Galileo galilei muotokuva

Nykyään he opettavat meille, että kaikki esineet, heidän massastaan ​​riippumatta, saavuttavat maahan samanaikaisesti, kun he pudottavat ne tietystä korkeudesta. Tämä johtuu siitä, että kaikki poikkeuksetta liikkuu samalla kiihtyvyydellä: painovoiman. Tietysti niin kauan kuin ilmankestävyys on halveksittu.

Voi palvella sinua: Lämpölaajennus

Voimme nähdä sen putoamisen samanaikaisesti ja samasta korkeudesta raskas ja kevyt esine, esimerkiksi kivi ja ryppyinen paperiarkki, ja näemme kuinka ne saavuttavat maahan samanaikaisesti.

Kun esineillä ei ole ilman kitkaa samanaikaisesti

Galileo Torre de Pisassa

Galileo päätettiin testata aristotelialaisia ​​uskomuksia huolellisen kokeilun ja matemaattisen kehityksen avulla. Legenda vahvistaa, että se pudotti esineitä Pisan kallistuneen kuuluisan tornin yläosasta, mitaten jokaiselle putoamiseen kulumisajan.

On kyseenalaista, että Galileo on nimenomaisesti ladannut tornin yläosaan tätä tarkoitusta varten, koska joka tapauksessa tällaisen lyhyen ajan tarkka mittaus -.4 S- Ajan kellojen kanssa se ei ollut mahdollista.

Mutta sanotaan, että yhdessä tilaisuudessa Galileo yhdisti monet ihmiset tornin juurelle vahvistaakseen itselleen kaksi eri massan runkoa saavuttivat maan samanaikaisesti.

Italialainen fyysikko kuitenkin tallentaa kirjoissaan muista kokeista tutkiakseen liikettä ja selvittää siten, kuinka asiat liikkuvat.

Näiden joukossa on yksinkertainen heiluri, joka koostuu kevyen köyden massan ripustamisesta ja sen jättämisestä värähtelemään ja jopa jotkut, joissa hän yritti mitata valon nopeutta (ilman menestystä).

Katkaistu heiluri

Monien Galileo -kokeiden joukossa oli sellainen, jossa hän käytti heiluria, johon hän asetti kynsiä jonkin välipisteeseen liikkeen alkamisen ja alimman aseman välillä.

Tämän kanssa hän aikoi truncar -heilurin, ts. Lyhentää sitä. Kun heiluri saavuttaa kynnen, se palautetaan alkupisteeseen, mikä tarkoittaa, että heilurin nopeus riippuu vain siitä, mistä se vapautettiin, eikä heilurista ripustettuun massaan.

Tämä kokeilu inspiroi seuraavaa, yksi merkittävimmistä, jonka suuri fyysikko teki ja jonka kautta hän perusti kinematiikan periaatteet.

Se voi palvella sinua: puristus: Kiinteät aineet, nesteet, kaasut, esimerkit

Kokeet kaltevan tason kanssa

Koe, joka johti Galileon vapaan putoamislain muotoiluun, oli kaltevan tason, jolla hän antoi lyijypallot eri korkeuksista ja erilaisilla taipumuksilla. Hän osoitti myös lisäävänsä palloja nousemaan ja mittaamaan saavuttamansa korkeuden.

Siten hän osoitti, että kaikki ruumiit putoavat samalla kiihtyvyydellä niin kauan kuin kitka ei puutu. Tämä on ihanteellinen tilanne, koska kitka ei koskaan katoa kokonaan. Kuitenkin kalteva kiillotettu puustaso on hyvä lähestymistapa.

Miksi Galileo päätti käyttää kaltevaa konetta, jos hän halusi nähdä kuinka ruumiit putosivat?

Hyvin yksinkertainen: Koska putoamisen ajan mittaamiseksi ei ollut sopivia kelloja. Sitten hänellä oli loistava tapaus: tehdä siitä putoamisesta hitaampana, "pehmentävä" painovoima laitteen kautta.

Kokeen vaiheet

Galileo suoritti seuraavan sekvenssin ja toisti sen "noin sata kertaa" ollakseen varma, hän sanoi kirjassaan Vuoropuhelut kahdesta uudesta tieteestä-

-Hän otti vedetyn puisen lentokoneen noin 7 m pitkä, joka oli tilannut puusepän, ​​ja asetti sen tietyllä kaltevuuskulmalla ei kovin suuri.

-Hän laski pallon tietyllä etäisyydellä.

-Mitoin matka -ajan.

-Toisti yllä olevat taipumukset kasvavilla taipumuksilla.

Galileo -havainnot

Galileo havaitsi, että kaltevuuskulmasta riippumatta:

-Pallonopeus kasvoi vakiona nopeudella-.

-Kuljettu etäisyys oli verrannollinen käytetyn ajan neliöön.

Ja hän päätteli, että tämä täyttyy myös, jos ramppi olisi pystysuora, mikä varmasti on vapaa pudotus.

Kaava

Jos d on etäisyys ja t on aika, Galileon havainto, matemaattisessa muodossa, voidaan tiivistää:

d ∝ t²

Nykyään tiedämme, että tasa -arvon määrittämiseen vaadittava suhteellisuusvakio on ½ g, missä G on painovoiman kiihtyvyyden arvo saadakseen:

Voi palvella sinua: Bravais Networks: Konsepti, ominaisuudet, esimerkit, harjoitukset

D = ½ GT²

Tänään hyväksytty G -arvo on 9.81 m/s².

Kaksi kaltevaa tasoa kohtaavat

Galileo ei vain antanut palloja alamäkeen lentokoneen vieressä, vaan hän kohtasi myös kaksi kaltevaa tasoa nähdäkseen kuinka pitkälle pallo jätettiin liukumaan.

Ja hän huomasi, että pallo onnistui kiivetä samaan korkeuteen, josta hän lähti. Sitten taustan kallistuskulma laski, kuten alemmassa kuvassa esitetään, kunnes se oli täysin vaakasuora.

Jos kitkaa ei ole, pallo liikkuu toistaiseksi. Lähde: Wikimedia Commons.

Kaikissa tapauksissa pallo saavutti lähtöä samanlaisen korkeuden. Ja kun tausta tuli vaakasuoraan, pallo voisi liikkua määräämättömäksi ajaksi, ellei kitka hitaasti pysäyttänyt sitä hitaasti.

Galileon kokeiden panos

Galileoa pidetään yhdessä Isaac Newtonin, fysiikan isän kanssa. Nämä ovat joitain tieteen panoksia kokeista:

-Kiihtyvyyden käsite, joka on perusteena kehon kinematiikan tutkimuksessa, Galileo loi tällä tavalla kiihtyneen liikkeen ja sen kanssa mekaniikan, joka myöhemmin vahvistaisi Isaac Newtonia kolmen lainsa kanssa.

-Hän korosti myös kitkavoiman merkitystä, voimaa, jota Aristoteles ei ollut koskaan harkinnut.

-Galileo osoitti, että voiman jatkuvaa vaikutusta kehon liikkumisen ylläpitämiseksi ei vaadita, koska kitkan puuttuessa pallo edelleen liikkuu toistaiseksi tason tason pinnan läpi.

Viitteet

1. Álvarez, J. Lens. Kehon kaatumisen ilmiö. Meksikolainen fysiikka -aikakauslehti. Toipunut: Scielo.org.
2. Hewitt, Paul. 2012. Käsitteellinen fysiikka. Viides. Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2010. Fysiikka: käsitteellinen maailmankuva. Seitsemäs. Painos. Kyynärmä.
4. Meléndez, r. 2020. Koe, jonka Galileo teki. Toipunut: Elbierzodigital.com.
5. Pérez, J. 2015. Kokeet kaltevien pallojen ja suunnitelmien kanssa. Haettu: Culturacientifica.com.
6. Ponce, c. 2016. Galileo Galilei ja hänen vapaa pudotuslaki. Toipunut.Blogin.com.