自由落体定律是由伽利略·伽利莱在16世纪中期提出的 。他发现重力对于所有物体都产生同样的加速度,无论它们的大小或形状如何 。这一定律在近代物理学中被广泛应用,对于研究重力、运动和物体自由落体等问题具有重要的理论和实际意义 。
一:自由落体定律是谁提出的
先是亚里士多德提出,但被伽利略证明是错误的
对自由落体最先研究的是古希腊的科学家亚里士多德,他提出:物体下落的快慢亚里士多德是由物体本身的重量决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢 。亚里士多德的理论影响了其后两千多年的人 。直到物理学家伽利略在提出了相反的意见 。伽利略在1636年的《两种新科学的对话》中写道:如果依照亚里士多德的理论,假设有两块石头,大的重量为8,小的为4,则大的下落速度为8,小的下落速度为4,当两块石头被绑在一起的时候,下落快的会因为慢的而被拖慢 。所以整个体系和下落速度在4-8之间 。但是,两块绑在一起的石头的整体重量为12,下落速度也就应该大于8,这就陷入了一个自相矛盾的境界 。伽利略由此推断物体下落的速度应该不是由其重量决定的 。他在书中设想,自由落体运动的速度是匀速变化的 。伽利略自由落体定律:物体下落的速度与时间成正比,它下落的距离与时间的平方成正比,物体下落的加速度与物体的重量无关,也与物体的质量无关 。为了彻底改变亚里斯多德的错误所形成的影响,伽利略特意在比萨斜塔上当众用两个大小不一的铁球做了一次实验,结果让所有在场的人大吃一惊,两个铁球同时落地 。自由落体实验地亚里士多德(前384—前322年),古希腊斯吉塔拉人,世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一 。是柏拉图的学生,亚历山大的老师 。公元前335年,他在雅典办了一所叫吕克昂的学校,被称为逍遥学派 。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物,恩格斯称他是古代的黑格尔 。二:自由落体定律公式
自由落体的所有公式如下:
①初速度Vo=0;
②末速度Vt=gt;
③下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算);
④推论Vt2=2gh
⑤位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
⑥有用推论Vt2-Vo2=-2gs;
⑦上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)
⑧往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)
⑨自由落体时间公式:s=1/2gt2,t=(2s/g)21/2 。
三:伽利略怎么发现自由落体定律
文章插图
科技日报北京11月29日电 (
等效原理的基本含义认为,引力场中不同质量与材料的所有物体,都具有同样的加速度 。16世纪伽利略进行了举世闻名的比萨斜塔实验,他将100磅重和1磅重的两个不同铁球同时从斜塔塔顶抛下,结果轻重不同的两个铁球几乎同时落到地上 。此后的几百年,物理学家们设计各种不同的实验,希望能找到违反等效原理的证据,即不同质量的物体自由下落时加速度会存在差异,这样就意味着还存在引力之外的另一种自然作用力,从而可以解释广义相对论与量子理论之间不可调和的矛盾 。但这些“找茬”性实验并没有成功,反而以越来越高的精度验证了等效原理 。
耗资2亿欧元的“显微镜”卫星,由法国国家航天研究中心研制并于2016年发射 。其上携带两个直径几厘米的小圆柱形物体,一个用金属钛制成,另一个用铂铑合金制成,当其在地球轨道上旋转运动时,两个圆柱体不断自由下落 。卫星上监控两个圆柱体的电极如果出现电压差异,则表明其中一个圆柱体比另一个下落得更快,可作为背离等效原理的信号 。
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