Dom - Djeca 0-1 god
Slobodan pad tijela. Ubrzanje gravitacije. Otkriće zakona slobodnog pada Pojam i značaj slobodnog pada u modernoj nauci

Njutn je, kao i Galileo, započeo proučavanje mehaničkog kretanja proučavanjem zakon padajućih tela, ali mu je zadatak već bio nešto lakši. Njutn je imao na raspolaganju vazdušnu pumpu o kojoj je Galileo mogao samo da sanja.

Galileo je izvodio svoje eksperimente bacajući gvozdena jezgra sa Krivog tornja u Pizi (više detalja:). Njutn je uzeo dugačku staklenu cev, zatvorenu na jednom kraju, stavio mali komad plute i sačmu u nju i spojio cev sa vazdušnom pumpom. Pumpa je ispumpala većinu zraka.

Naučnik je zalemio drugi kraj cijevi. A kuglica sa komadom plute ostala je u veoma razrijeđenom vazdušnom prostoru. Njutn je okrenuo cijev jednim krajem prema gore, pa drugim - komad plute i sačma su pali dolje jednakom brzinom. Tako je bilo moguće dokazati da u praznini predmeti različite težine padaju istom brzinom. Sada ovi jednostavni uređaji - " Newton cijevi» - dostupni su u svakoj školi.

Brzina pada je nezavisna od težine

Brzina pada je nezavisna od težine. Padajući objekti nemaju težinu, (više:), rekao je Galileo. Dakle, zaključio je Newton, težina nije osnovno svojstvo svih objekata ili supstanci. Svi predmeti imaju težinu samo dok leže ili vise na nečemu, a kada padnu, gube na težini.

Šta je težina

Jedan od Newtonovih prethodnika, francuski matematičar René Descartes, tvrdio je da težina je pritisak koji vrše stvari na tlu ili na postolju na kojem leže. Newton se prisjetio Galileovih eksperimenata s kantama. Dok je voda prelivala iz jedne kante u drugu, njihova ukupna težina bila je manja nego ranije - voda koja je padala slobodno se kretala, ništa je nije zaustavljalo, zaista ništa nije težilo tokom pada.

Čim je sva voda bila u donjoj kanti, ravnoteža vage je ponovo uspostavljena. A ni to nije iznenadilo Njutna. Pošto se sva voda skupila u donjoj kanti, onda njen pritisak na dno mora biti tačno jednak zbiru pritisaka vode u dve kante. Činilo se da je voda povratila svoju težinu.

Zašto tijela pritiskaju postolje

Ali zašto tijela pritiskaju postolje? Descartes to nije znao. Uzmite uteg i okačite ga na oprugu. Opruga će se rastegnuti. Sada skinimo ovu težinu i zgrabimo rukom udicu opruge. Možemo, primjenom sile, istegnuti oprugu onoliko koliko ju je težina istegnula svojom težinom. Težina utega i sila ruke imaju isti učinak na oprugu. To znači da je razlog pritiska tijela na postolje - njihova težina - neka vrsta sile. Njutn je to definisao.

Zakon gravitacije

To je globus koji privlači težinu i druga tijela k sebi, držeći ih blizu sebe. Ovu pojavu posmatramo svuda i svuda i nazivamo je gravitacijom. Galileo je takođe studirao. Sva tijela, i velika i mala, privlače se jedno drugom, pokoravaju se zakon univerzalne gravitacije, otkrio Newton. Dakle, težina je sila kojom predmeti privučeni Zemljom vrše pritisak na nosače koji ih drže. Težina je manifestacija univerzalne gravitacije. Njutn je uspeo da dovede do svog logičnog zaključka zakon o padanju tela, koji je pokrenuo Galileo Galilej.

Iz svakodnevnog života znamo da Zemljina gravitacija uzrokuje da tijela, oslobođena veza, padaju na površinu Zemlje. Na primjer, teret okačen na konac nepomično visi, a čim se konac preseče, počinje padati okomito prema dolje, postupno povećavajući brzinu. Lopta bačena okomito prema gore, pod utjecajem Zemljine gravitacije, prvo smanjuje brzinu, na trenutak se zaustavlja i počinje padati, postepeno povećavajući brzinu. Kamen bačen okomito naniže, pod uticajem gravitacije, takođe postepeno povećava svoju brzinu. Telo se takođe može baciti pod uglom prema horizontu ili horizontalno...

Obično tijela padaju u zrak, pa na njih osim privlačnosti Zemlje djeluje i otpor zraka. I može biti značajno. Uzmimo, na primjer, dva identična lista papira i, zgužvajući jedan od njih, spuštamo oba lista istovremeno s iste visine. Iako je Zemljina gravitacija ista za oba lista, vidjet ćemo da zgužvani list brže stiže do tla. To se događa jer je otpor zraka za njega manji nego za nenaborani list. Otpor zraka iskrivljuje zakone pada tijela, pa da biste proučili ove zakone, prvo morate proučiti pad tijela u odsustvu otpora zraka. To je moguće ako se pad tijela dogodi u vakuumu.

Da biste bili sigurni da u nedostatku zraka i laka i teška tijela padaju podjednako, možete koristiti Newtonovu cijev. Ovo je cijev debelih zidova dužine oko metar, čiji je jedan kraj zapečaćen, a drugi opremljen slavinom. U tubi se nalaze tri tijela: pelet, komad pjenastog sunđera i lagano pero. Ako se cijev brzo preokrene, tada će najbrže pasti kuglica, zatim spužva, a zadnje će doći do dna cijevi pero. Ovako tijela padaju kada ima zraka u cijevi. Sada pumpom ispumpavamo zrak iz cijevi i, zatvarajući ventil nakon ispumpavanja, ponovo okrećemo cijev, vidjet ćemo da sva tijela padaju istom trenutnom brzinom i gotovo istovremeno stižu do dna cijevi.

Pad tijela u bezvazdušnom prostoru pod utjecajem same gravitacije naziva se slobodni pad.

Ako je sila otpora zraka zanemarljiva u odnosu na silu gravitacije, tada je kretanje tijela vrlo blizu slobodnom (na primjer, kada padne mala teška glatka lopta).

Budući da je sila gravitacije koja djeluje na svako tijelo u blizini površine Zemlje konstantna, tijelo koje slobodno pada mora se kretati konstantnim ubrzanjem, tj. jednoliko ubrzano (ovo slijedi iz drugog Newtonovog zakona). Ovo ubrzanje se zove ubrzanje slobodnog pada i označena je slovom. Usmjeren je okomito prema dolje prema centru Zemlje. Vrijednost gravitacijskog ubrzanja u blizini Zemljine površine može se izračunati po formuli
(formula je dobijena iz zakona univerzalne gravitacije), g\u003d 9,81 m / s 2.

Ubrzanje slobodnog pada, kao i gravitacija, zavisi od visine iznad Zemljine površine (
), od oblika Zemlje (Zemlja je spljoštena na polovima, pa je polarni polumjer manji od ekvatorijalnog, a ubrzanje slobodnog pada na polu je veće nego na ekvatoru: g P =9,832 m/s 2 ,g uh =9,780 m/s 2 ) i iz naslaga gustih kopnenih stijena. Na mjestima ležišta, na primjer, željezne rude, gustina zemljine kore je veća, a ubrzanje slobodnog pada je također veće. A tamo gde ima nalazišta nafte, g manje. Ovo koriste geolozi u potrazi za mineralima.

Tabela 1. Ubrzanje slobodnog pada na različitim visinama iznad Zemlje.

h, km

g, gospođa 2

h, km

g, gospođa 2

Tabela 2. Ubrzanje slobodnog pada za neke gradove.

Geografske koordinate

(GMT)

Visina iznad nivoa mora, m

Ubrzanje slobodnog pada, m/s 2

Geografska dužina

Latitude

Washington

Stockholm

Pošto je ubrzanje slobodnog pada blizu površine Zemlje isto, slobodni pad tijela je jednoliko ubrzano kretanje. Dakle, to se može opisati sljedećim izrazima:
I
. Pritom se uzima u obzir da su pri kretanju prema gore vektor brzine tijela i vektor ubrzanja slobodnog pada usmjereni u suprotnim smjerovima, stoga njihove projekcije imaju različite predznake. Prilikom kretanja prema dolje, vektor brzine tijela i vektor ubrzanja slobodnog pada usmjereni su u istom smjeru, pa njihove projekcije imaju iste predznake.

Ako je tijelo bačeno pod kutom prema horizontu ili horizontalno, tada se njegovo kretanje može razložiti na dva: ravnomjerno ubrzano okomito i jednoliko horizontalno. Zatim, da se opiše kretanje tijela, moraju se dodati još dvije jednačine: v x = v 0 x I s x = v 0 x t.

Zamjena u formuli
umjesto mase i polumjera Zemlje, odnosno mase i polumjera neke druge planete ili njenog satelita, može se odrediti približna vrijednost ubrzanja slobodnog pada na površini bilo kojeg od ovih nebeskih tijela.

Tabela 3 Ubrzanje slobodnog pada na površini nekih

nebeska tijela (za ekvator), m/s 2.

U staroj Grčkoj, mehanički pokreti su bili klasifikovani na prirodne i nasilne. Pad tela na Zemlju smatran je prirodnim kretanjem, nekom inherentnom željom tela "na svoje mesto",
Prema ideji najvećeg starogrčkog filozofa Aristotela (384-322 pne), tijelo pada na Zemlju što brže, što je njegova masa veća. Ova ideja bila je rezultat primitivnog životnog iskustva: zapažanja su pokazala, na primjer, da jabuke i lišće jabuke padaju različitim brzinama. Koncept ubrzanja u staroj grčkoj fizici je bio odsutan.
Po prvi put, veliki talijanski naučnik Galileo Galilei (1564 - 1642) suprotstavio se autoritetu Aristotela, odobrenom od crkve.

Galileo je rođen u Pizi 1564. Njegov otac je bio talentovan muzičar i dobar učitelj. Do 11. godine Galileo je pohađao školu, a zatim je, po tadašnjem običaju, njegovo odrastanje i obrazovanje odvijao u manastiru. Ovdje se upoznao sa djelima latinskih i grčkih pisaca.
Pod izgovorom teške očne bolesti, moj otac je uspeo da ga spase. Galileja sa zidina manastira i da mu daju dobro obrazovanje kod kuće, uvedu muzičare, pisce, umetnike u društvo.
Sa 17 godina Galileo je upisao Univerzitet u Pizi, gdje je studirao medicinu. Tu se prvi put upoznao sa fizikom antičke Grčke, prvenstveno sa delima Aristotela, Euklida i Arhimeda. Pod uticajem Arhimedovih dela, Galileo voli geometriju i mehaniku i napušta medicinu. Napušta Univerzitet u Pizi i četiri godine studira matematiku u Firenci. Ovdje su se pojavili njegovi prvi naučni radovi, a 1589. Galileo je dobio katedru matematike, prvo u Pizi, a zatim u Padovi. U Padovanskom periodu Galilejevog života (1592. - 1610.) došlo je do najvećeg procvata aktivnosti naučnika. Tada su formulisani zakoni slobodnog pada tela, princip relativnosti, otkriven izohronizam oscilacija klatna, stvoren teleskop i napravljeno niz senzacionalnih astronomskih otkrića (reljef Meseca, sateliti Jupiter, struktura Mliječnog puta, faze Venere, Sunčeve pjege).
Godine 1611. Galileo je pozvan u Rim. Ovdje je započeo posebno aktivnu borbu protiv crkvenog svjetonazora za odobrenje nove eksperimentalne metode proučavanja prirode. Galileo propagira Kopernikanski sistem, čime se suprotstavlja crkvi (1616. godine posebna kongregacija dominikanaca i jezuita proglasila je Kopernikovo učenje jeretičkim i uvrstila njegovu knjigu na listu zabranjenih).
Galileo je morao prikriti svoje ideje. Godine 1632. objavio je izvanrednu knjigu Dijalog o dva sistema svijeta, u kojoj je razvio materijalističke ideje u obliku rasprave između tri sagovornika. Međutim, "Dijalog" je crkva zabranila, a autor je izveden pred suđenje i 9 godina se smatrao "zarobljenikom inkvizicije".
Godine 1638. Galileo je uspio u Holandiji objaviti knjigu "Razgovori i matematički dokazi o dvije nove grane nauke", koja je rezimirala njegov dugogodišnji plodonosni rad.
Godine 1637. je oslijepio, ali je nastavio intenzivan naučni rad sa svojim učenicima Vivijanijem i Toričelijem. Galileo je umro 1642. godine i sahranjen je u Firenci u crkvi Santa Croce pored Mikelanđela.

Galileo je odbacio starogrčku klasifikaciju mehaničkih kretanja. Prvo je uveo pojmove ravnomjernog i ubrzanog kretanja i započeo proučavanje mehaničkog kretanja mjerenjem udaljenosti i vremena kretanja. Galilejevi eksperimenti s ravnomjerno ubrzanim kretanjem tijela duž nagnute ravni još uvijek se ponavljaju u svim školama svijeta.
Galileo je posebnu pažnju posvetio eksperimentalnom proučavanju slobodnog pada tijela. Njegovi eksperimenti na Krivom tornju u Pizi stekli su svjetsku slavu. Prema Vivijaniju, Galileo je sa tornja istovremeno bacio loptu od pola funte i bombu od sto funti. Suprotno Aristotelovom mišljenju, oni su stigli do površine Zemlje gotovo istovremeno: bomba je bila samo nekoliko inča ispred lopte. Galileo je ovu razliku objasnio prisustvom otpora vazduha. Ovo objašnjenje je tada bilo suštinski novo. Činjenica je da je još od vremena antičke Grčke uspostavljena sljedeća ideja o mehanizmu kretanja tijela: prilikom kretanja tijelo ostavlja prazninu; priroda se boji praznine (postojao je lažni princip straha od praznine). Vazduh juri u prazninu i gura telo. Stoga se vjerovalo da zrak ne usporava, već, naprotiv, ubrzava tijelo.
Nadalje, Galileo je eliminirao još jedno stoljetnu zabludu. Vjerovalo se da ako kretanje nije podržano nikakvom silom, onda treba stati, čak i ako nema prepreka. Galileo je prvi formulisao zakon inercije. Tvrdio je da ako sila djeluje na tijelo, onda rezultat njenog djelovanja ne ovisi o tome da li tijelo miruje ili se kreće. U slučaju slobodnog pada, sila privlačenja neprestano djeluje na tijelo, a rezultati tog djelovanja se kontinuirano sabiraju, jer se prema zakonu inercije zadržava djelovanje izazvano vremenom. Ova predstava je osnova njegove logičke konstrukcije, koja je dovela do zakona slobodnog pada.
Galileo je s velikom greškom odredio ubrzanje slobodnog pada. U "Dijalogu" navodi da je lopta pala sa visine od 60 m za 5 s. Ovo odgovara vrijednosti g, skoro dva puta manji od pravog.
Galileo, naravno, nije mogao precizno odrediti g, jer nije imao štopericu. Peščani sat, vodeni sat ili sat sa klatnom koje je on izumeo nisu doprineli tačnom očitavanju vremena. Ubrzanje zbog gravitacije točno je odredio Huygens 1660.
Kako bi postigao veću preciznost mjerenja, Galileo je tražio načine da smanji stopu pada. To ga je dovelo do eksperimenata sa kosom ravninom.

Metodološka napomena. Govoreći o Galilejevim djelima, važno je učenicima objasniti suštinu metode koju je koristio u uspostavljanju zakona prirode. Prvo je izveo logičnu konstrukciju iz koje su slijedili zakoni slobodnog pada. Ali rezultati logičke konstrukcije moraju se provjeriti iskustvom. Samo poklapanje teorije sa iskustvom dovodi do uvjerenja u pravdu, u zakon. Da biste to učinili, morate izmjeriti. Galileo je skladno spojio moć teorijskog mišljenja s eksperimentalnom umjetnošću. Kako provjeriti zakone slobodnog pada ako je kretanje tako brzo i ne postoje instrumenti za brojanje malih vremenskih perioda.
Galileo smanjuje stopu pada korištenjem nagnute ravni. U dasci je napravljen žljeb, obložen pergamentom kako bi se smanjilo trenje. Uglačana mesingana kugla je puštena niz padobran. Da bi precizno izmjerio vrijeme kretanja, Galileo je smislio sljedeće. Na dnu velike posude s vodom napravljena je rupa kroz koju je tekao tanak mlaz. Otišla je do malog plovila, koje je preliminarno izvagano. Vremenski period se mjerio povećanjem težine plovila! Lansirajući loptu sa polovine, četvrtine, itd. dužine nagnute ravni, Galileo je otkrio da su pređene udaljenosti povezane kao kvadrati vremena kretanja.
Ponavljanje ovih Galilejevih eksperimenata može poslužiti kao predmet korisnog rada u školskom krugu fizike.

U staroj Grčkoj, mehanički pokreti su bili klasifikovani na prirodne i nasilne. Pad tijela na Zemlju smatran je prirodnim kretanjem, nekom vrstom težnje koja je svojstvena tijelu "na svoje mjesto",

Prema ideji najvećeg starogrčkog filozofa Aristotela (384-322 pne), tijelo pada na Zemlju što brže, što je njegova masa veća. Ova ideja bila je rezultat primitivnog životnog iskustva: zapažanja su pokazala, na primjer, da jabuke i lišće jabuke padaju različitim brzinama. Koncept ubrzanja u staroj grčkoj fizici je bio odsutan.

Galileo je rođen u Pizi 1564. Njegov otac je bio talentovan muzičar i dobar učitelj. Do 11. godine Galileo je pohađao školu, a zatim je, po tadašnjem običaju, njegovo odrastanje i obrazovanje odvijao u manastiru. Ovdje se upoznao sa djelima latinskih i grčkih pisaca.

Pod izgovorom teške očne bolesti, njegov otac je uspeo da izbavi Galileja iz manastirskih zidina i da mu pruži dobro obrazovanje kod kuće, uvede muzičare, pisce i umetnike u društvo.

Sa 17 godina Galileo je upisao Univerzitet u Pizi, gdje je studirao medicinu. Tu se prvi put upoznao sa fizikom antičke Grčke, prvenstveno sa delima Aristotela, Euklida i Arhimeda. Pod uticajem Arhimedovih dela, Galileo voli geometriju i mehaniku i napušta medicinu. Napušta Univerzitet u Pizi i četiri godine studira matematiku u Firenci. Ovdje su se pojavili njegovi prvi naučni radovi, a 1589. Galileo je dobio katedru matematike, prvo u Pizi, a zatim u Padovi. U Padovanskom periodu Galilejevog života (1592-1610) došlo je do najvećeg procvata aktivnosti naučnika. Tada su formulisani zakoni slobodnog pada tela, princip relativnosti, otkriven izohronizam oscilacija klatna, stvoren teleskop i napravljeno niz senzacionalnih astronomskih otkrića (reljef Meseca, sateliti Jupiter, struktura Mliječnog puta, faze Venere, Sunčeve pjege).

Godine 1611. Galileo je pozvan u Rim. Ovdje je započeo posebno aktivnu borbu protiv crkvenog svjetonazora za odobrenje nove eksperimentalne metode proučavanja prirode. Galileo propagira Kopernikanski sistem, čime se suprotstavlja crkvi (1616. godine posebna kongregacija dominikanaca i jezuita proglasila je Kopernikovo učenje jeretičkim i uvrstila njegovu knjigu na listu zabranjenih).

Galileo je morao prikriti svoje ideje. Godine 1632. objavio je izvanrednu knjigu Dijalog o dva sistema svijeta, u kojoj je razvio materijalističke ideje u obliku rasprave između tri sagovornika. Međutim, "Dijalog" je crkva zabranila, a autor je izveden pred sud i 9 godina je smatran "zarobljenikom inkvizicije".

Godine 1638. Galileo je uspio u Holandiji objaviti knjigu "Razgovori i matematički dokazi o dvije nove grane nauke", koja je rezimirala njegov dugogodišnji plodan rad.

Godine 1637. je oslijepio, ali je nastavio intenzivan naučni rad sa svojim učenicima Vivianijem i Torricellijem. Galileo je umro 1642. godine i sahranjen je u Firenci u crkvi Santa Croce pored Mikelanđela.

Galileo je odbacio starogrčku klasifikaciju mehaničkih kretanja. Prvo je uveo pojmove ravnomjernog i ubrzanog kretanja i započeo proučavanje mehaničkog kretanja mjerenjem udaljenosti i vremena kretanja. Galilejevi eksperimenti s ravnomjerno ubrzanim kretanjem tijela duž nagnute ravni još uvijek se ponavljaju u svim školama svijeta.

Galileo je posebnu pažnju posvetio eksperimentalnom proučavanju slobodnog pada tijela. Njegovi eksperimenti na Krivom tornju u Pizi stekli su svjetsku slavu. Prema Vivijaniju, Galileo je bacio loptu od pola funte i bombu od sto funti istovremeno sa tornja. Suprotno mišljenju. Aristotela, stigli su do površine Zemlje gotovo istovremeno: bomba je bila ispred lopte samo nekoliko centimetara. Galileo je ovu razliku objasnio prisustvom otpora vazduha. Ovo objašnjenje je tada bilo suštinski novo. Činjenica je da je još od vremena antičke Grčke uspostavljena sljedeća ideja o mehanizmu kretanja tijela: kada se kreće, tijelo ostavlja prazninu; priroda se boji praznine (postojao je lažni princip straha od praznine). Vazduh juri u prazninu i gura telo. Stoga se vjerovalo da zrak ne usporava, već, naprotiv, ubrzava tijela.

Nadalje, Galileo je eliminirao još jedno stoljetnu zabludu. Vjerovalo se da ako kretanje nije podržano nikakvom silom, onda treba stati, čak i ako nema prepreka. Galileo je prvi formulisao zakon inercije. Tvrdio je da ako sila djeluje na tijelo, onda rezultat njenog djelovanja ne ovisi o tome da li tijelo miruje ili se kreće. U slučaju slobodnog pada, sila privlačenja neprestano djeluje na tijelo, a rezultati tog djelovanja se kontinuirano sabiraju, jer se prema zakonu inercije zadržava djelovanje izazvano vremenom. Ova predstava je osnova njegove logičke konstrukcije, koja je dovela do zakona slobodnog pada.

Galileo je s velikom greškom odredio ubrzanje slobodnog pada. U "Dijalogu" navodi da je lopta pala sa visine od 60 m za 5 s. Ovo odgovara vrijednosti g koja je skoro polovina prave vrijednosti.

Galileo, naravno, nije mogao precizno odrediti g, jer nije imao štopericu. Peščani sat, vodeni sat ili sat sa klatnom koje je on izumeo nisu doprineli tačnom očitavanju vremena. Ubrzanje zbog gravitacije točno je odredio Huygens 1660.

Kako bi postigao veću preciznost mjerenja, Galileo je tražio načine da smanji stopu pada. To ga je dovelo do eksperimenata sa kosom ravninom.

Metodička napomena. Govoreći o Galilejevim djelima, važno je učenicima objasniti suštinu metode koju je koristio u uspostavljanju zakona prirode. Prvo je izveo logičnu konstrukciju iz koje su slijedili zakoni slobodnog pada. Ali rezultati logičke konstrukcije moraju se provjeriti iskustvom. Samo poklapanje teorije sa iskustvom vodi do uvjerenja u pravednost zakona. Da biste to učinili, morate izmjeriti. Galileo je skladno spojio moć teorijskog mišljenja s eksperimentalnom umjetnošću. Kako provjeriti zakone slobodnog pada, ako je kretanje tako brzo i nema instrumenata za brojanje kratkih vremenskih perioda?

Galileo smanjuje stopu pada korištenjem nagnute ravni. U dasci je napravljen žljeb, obložen pergamentom kako bi se smanjilo trenje. Uglačana mesingana kugla je puštena niz padobran. Da bi precizno izmjerio vrijeme kretanja, Galileo je smislio sljedeće. Na dnu velike posude s vodom napravljena je rupa kroz koju je tekao tanak mlaz. Otišla je do malog plovila, koje je preliminarno izvagano. Vremenski interval je mjeren povećanjem težine plovila! Lansiranje lopte sa polovine, četvrtine itd. e. dužinu nagnute ravni, Galileo je otkrio da su putevi povezani kao kvadrati vremena kretanja.

Ponavljanje ovih Galilejevih eksperimenata može poslužiti kao predmet korisnog rada u školskom krugu fizike.

OTKRIĆE ZAKONA SLOBODNOG PADA

U staroj Grčkoj, mehanički pokreti su bili klasifikovani na prirodne i nasilne. Pad tela na Zemlju smatran je prirodnim kretanjem, nekom inherentnom željom tela "na svoje mesto",
Prema ideji najvećeg starogrčkog filozofa Aristotela (384-322 pne), tijelo pada na Zemlju što brže, što je njegova masa veća. Ova ideja bila je rezultat primitivnog životnog iskustva: zapažanja su pokazala, na primjer, da jabuke i lišće jabuke padaju različitim brzinama. Koncept ubrzanja u staroj grčkoj fizici je bio odsutan.
Po prvi put, veliki talijanski naučnik Galileo Galilei (1564 - 1642) suprotstavio se autoritetu Aristotela, odobrenom od crkve.

Galileo je rođen u Pizi 1564. Njegov otac je bio talentovan muzičar i dobar učitelj. Do 11. godine Galileo je pohađao školu, a zatim je, po tadašnjem običaju, njegovo odrastanje i obrazovanje odvijao u manastiru. Ovdje se upoznao sa djelima latinskih i grčkih pisaca.
Pod izgovorom teške očne bolesti, moj otac je uspeo da ga spase. Galileja sa zidina manastira i da mu daju dobro obrazovanje kod kuće, uvedu muzičare, pisce, umetnike u društvo.
Sa 17 godina Galileo je upisao Univerzitet u Pizi, gdje je studirao medicinu. Tu se prvi put upoznao sa fizikom antičke Grčke, prvenstveno sa delima Aristotela, Euklida i Arhimeda. Pod uticajem Arhimedovih dela, Galileo voli geometriju i mehaniku i napušta medicinu. Napušta Univerzitet u Pizi i četiri godine studira matematiku u Firenci. Ovdje su se pojavili njegovi prvi naučni radovi, a 1589. Galileo je dobio katedru matematike, prvo u Pizi, a zatim u Padovi. U Padovanskom periodu Galilejevog života (1592. - 1610.) došlo je do najvećeg procvata aktivnosti naučnika. Tada su formulisani zakoni slobodnog pada tela, princip relativnosti, otkriven izohronizam oscilacija klatna, stvoren teleskop i napravljeno niz senzacionalnih astronomskih otkrića (reljef Meseca, sateliti Jupiter, struktura Mliječnog puta, faze Venere, Sunčeve pjege).
Godine 1611. Galileo je pozvan u Rim. Ovdje je započeo posebno aktivnu borbu protiv crkvenog svjetonazora za odobrenje nove eksperimentalne metode proučavanja prirode. Galileo propagira Kopernikanski sistem, čime se suprotstavlja crkvi (1616. godine posebna kongregacija dominikanaca i jezuita proglasila je Kopernikovo učenje jeretičkim i uvrstila njegovu knjigu na listu zabranjenih).
Galileo je morao prikriti svoje ideje. Godine 1632. objavio je izvanrednu knjigu Dijalog o dva sistema svijeta, u kojoj je razvio materijalističke ideje u obliku rasprave između tri sagovornika. Međutim, "Dijalog" je crkva zabranila, a autor je izveden pred suđenje i 9 godina se smatrao "zarobljenikom inkvizicije".
Godine 1638. Galileo je uspio u Holandiji objaviti knjigu "Razgovori i matematički dokazi o dvije nove grane nauke", koja je rezimirala njegov dugogodišnji plodonosni rad.
Godine 1637. je oslijepio, ali je nastavio intenzivan naučni rad sa svojim učenicima Vivijanijem i Toričelijem. Galileo je umro 1642. godine i sahranjen je u Firenci u crkvi Santa Croce pored Mikelanđela.

Galileo je odbacio starogrčku klasifikaciju mehaničkih kretanja. Prvo je uveo pojmove ravnomjernog i ubrzanog kretanja i započeo proučavanje mehaničkog kretanja mjerenjem udaljenosti i vremena kretanja. Galilejevi eksperimenti s ravnomjerno ubrzanim kretanjem tijela duž nagnute ravni još uvijek se ponavljaju u svim školama svijeta.
Galileo je posebnu pažnju posvetio eksperimentalnom proučavanju slobodnog pada tijela. Njegovi eksperimenti na Krivom tornju u Pizi stekli su svjetsku slavu. Prema Vivijaniju, Galileo je sa tornja istovremeno bacio loptu od pola funte i bombu od sto funti. Suprotno Aristotelovom mišljenju, oni su stigli do površine Zemlje gotovo istovremeno: bomba je bila samo nekoliko inča ispred lopte. Galileo je ovu razliku objasnio prisustvom otpora vazduha. Ovo objašnjenje je tada bilo suštinski novo. Činjenica je da je još od vremena antičke Grčke uspostavljena sljedeća ideja o mehanizmu kretanja tijela: prilikom kretanja tijelo ostavlja prazninu; priroda se boji praznine (postojao je lažni princip straha od praznine). Vazduh juri u prazninu i gura telo. Stoga se vjerovalo da zrak ne usporava, već, naprotiv, ubrzava tijelo.
Nadalje, Galileo je eliminirao još jedno stoljetnu zabludu. Vjerovalo se da ako kretanje nije podržano nikakvom silom, onda treba stati, čak i ako nema prepreka. Galileo je prvi formulisao zakon inercije. Tvrdio je da ako sila djeluje na tijelo, onda rezultat njenog djelovanja ne ovisi o tome da li tijelo miruje ili se kreće. U slučaju slobodnog pada, sila privlačenja neprestano djeluje na tijelo, a rezultati tog djelovanja se kontinuirano sabiraju, jer se prema zakonu inercije zadržava djelovanje izazvano vremenom. Ova predstava je osnova njegove logičke konstrukcije, koja je dovela do zakona slobodnog pada.
Galileo je s velikom greškom odredio ubrzanje slobodnog pada. U "Dijalogu" navodi da je lopta pala sa visine od 60 m za 5 s. Ovo odgovara vrijednosti g, skoro dva puta manji od pravog.
Galileo, naravno, nije mogao precizno odrediti g, jer nije imao štopericu. Peščani sat, vodeni sat ili sat sa klatnom koje je on izumeo nisu doprineli tačnom očitavanju vremena. Ubrzanje zbog gravitacije točno je odredio Huygens 1660.
Kako bi postigao veću preciznost mjerenja, Galileo je tražio načine da smanji stopu pada. To ga je dovelo do eksperimenata sa kosom ravninom.

Metodološka napomena. Govoreći o Galilejevim djelima, važno je učenicima objasniti suštinu metode koju je koristio u uspostavljanju zakona prirode. Prvo je izveo logičnu konstrukciju iz koje su slijedili zakoni slobodnog pada. Ali rezultati logičke konstrukcije moraju se provjeriti iskustvom. Samo poklapanje teorije sa iskustvom dovodi do uvjerenja u pravdu, u zakon. Da biste to učinili, morate izmjeriti. Galileo je skladno spojio moć teorijskog mišljenja s eksperimentalnom umjetnošću. Kako provjeriti zakone slobodnog pada ako je kretanje tako brzo i ne postoje instrumenti za brojanje malih vremenskih perioda.
Galileo smanjuje stopu pada korištenjem nagnute ravni. U dasci je napravljen žljeb, obložen pergamentom kako bi se smanjilo trenje. Uglačana mesingana kugla je puštena niz padobran. Da bi precizno izmjerio vrijeme kretanja, Galileo je smislio sljedeće. Na dnu velike posude s vodom napravljena je rupa kroz koju je tekao tanak mlaz. Otišla je do malog plovila, koje je preliminarno izvagano. Vremenski period se mjerio povećanjem težine plovila! Lansirajući loptu sa polovine, četvrtine, itd. dužine nagnute ravni, Galileo je otkrio da su pređene udaljenosti povezane kao kvadrati vremena kretanja.
Ponavljanje ovih Galilejevih eksperimenata može poslužiti kao predmet korisnog rada u školskom krugu fizike.

 


Pročitajte:



Scenario zabave "Festival dvorišta Scenario rođendana zimi: Zabavna zimska zabava - Rođendanski scenariji - Rođendan - Kućna zabava

Scenario zabave

Zapravo, ne slažem se da je rođendan tužan praznik, to je zabavan praznik kojem se uvek radujem, ali ne mogu da ne...

Kako jeftino i neobično proslaviti rođendan: originalne ideje "Čestitam" od žohara

Kako jeftino i neobično proslaviti rođendan: originalne ideje

Dobar dan dragi prijatelji! Kako slavite rođendan? Da li sve izgleda kao standardna gozba ili postoji nešto uzbudljivije?...

Kako se zabaviti Božić: Scenariji Božićne proslave u zatvorenom i na otvorenom za sve uzraste

Kako se zabaviti Božić: Scenariji Božićne proslave u zatvorenom i na otvorenom za sve uzraste

Scenario praznika "Božićna zabava" 2017. Datum: 7. januar 2017. Scenario je izradio: Rektor Hrama u ime ...

Rječnici ispravnosti

Rječnici ispravnosti

Trebao sam nekako prikupiti mnogo ruskih imenica u jednini i nominativu. Poceo sam da trazim po internetu....

feed image RSS