Вільне падіння: історія відкриття та історичне значення

Основа сучасної кінематики

Вільне падіння є одним з найцікавіших фізичних явищ, яке вже з давніх часів привертала до себе увагу вчених і філософів. Крім того, воно є одним з тих процесів, досліди над яким може ставити будь-який школяр.

"Філософська помилка" Аристотеля

Першими, хто взявся за наукове обгрунтування явища, яке відоме тепер як вільне падіння, були античні філософи. Вони, природно, не справляли ніяких дослідів і експериментів, а намагалися охарактеризувати його з точки зору своєї власної філософської системи. Зокрема, Аристотель стверджував, що важчі тіла падають на землю з більшою швидкістю, пояснюючи це не фізичними законами, а лише прагненням усіх предметів у Всесвіті до порядку і організованості. Цікаво, що ніяких експериментальних доказів при цьому не проводилося, а дане твердження сприймалося як аксіома.

Внесок Галілея у вивчення і теоретичне обгрунтування вільного падіння

середньовічні філософи поставили теоретичне положення Аристотеля під сумнів. Не маючи можливості довести це на практиці, вони тим не менш були впевнені, що швидкість, з якою рухаються тіла до землі, без урахування зовнішнього впливу залишається однаковою. Саме з цих позицій розглядав вільне падіння і великий італійський вчений Г. Галілей. Провівши численні експерименти, він прийшов до висновку, що швидкість руху, наприклад, мідних і золотих кульок до землі однакова. Єдине, що заважає це встановити візуально, це наявність опір повітря. Але навіть в цьому випадку, якщо взяти тіла з досить великою масою, то вони приземляться на поверхню нашої планети приблизно в один і той же час.

Основні принципи вільного падіння

Зі своїх дослідів Галілей зробив два важливі висновки. По-перше, швидкість падіння абсолютно будь-якого тіла, незалежно від його маси і того матеріалу, з якого він зроблений, однакова. По-друге, прискорення, з яким рухається даний предмет, залишається величиною постійною, тобто швидкість за однакові проміжки часу зростає на одну і ту ж величину. Згодом таке явище отримало назву вільного падіння.

сучасні розрахунки

Втім, навіть сам Галілей розумів відносну обмеженість своїх експериментів. Адже які б тіла він не брав, йому не вдавалося домогтися того, щоб вони потрапляли на земну поверхню одночасно: з опором повітря боротися в ті часи було неможливо. Тільки з появою спеціального обладнання, за допомогою якого повітря з трубок був відкачано повністю, вдалося експериментальним шляхом довести, що вільне падіння дійсно має місце бути. У кількісному плані воно виявилося рівним приблизно 9,8 м / с ^ 2, однак згодом вчені прийшли до висновку, що ця величина змінюється, правда, дуже мала, в залежності від висоти предмета над землею, а також від географічних умов.

Поняття і значення вільного падіння в сучасній науці

В даний час всі вчені дотримуються тієї думки, що вільне падіння - це фізичне явище, яке полягає в рівноприскореному русі тіла, поміщеного в безповітряний простір, до поверхні землі. При цьому абсолютно не має значення, було надано цьому тілу якесь зовнішнє прискорення чи ні.

Універсалізм і сталість - найважливіші характеристики даного фізичного явища

Універсальність цього явища полягає в тому, що швидкість вільного падіння людини або пташиного пера в вакуумі абсолютні однакові, тобто при одночасному старті вони досягнуть поверхні землі також одночасно.