legea căderii libere de Galileo Galilei stabilește că distanța parcursă de un corp care este eliberat liber de la o anumită înălțime este proporțională cu pătratul timpului parcurs pentru a-l călători.
Și întrucât timpul depinde doar de înălțime, toate corpurile lovesc solul în același timp, indiferent de masa lor, atunci când sunt scăpate de la aceeași înălțime..
Galileo, unul dintre cei mai străluciți oameni de știință din toate timpurile, s-a născut în orașul italian Pisa în 1564.
În acea perioadă, credințele aristotelice despre natura mișcării erau împărtășite de majoritatea comunității științifice. Aristotel (384-322 î.Hr.) a fost un notor gânditor grec antic, care și-a întruchipat credințele despre știință în cele 200 de lucrări pe care se crede că le-a scris în întreaga sa viață.
Doar 31 dintre aceste lucrări au supraviețuit până în prezent și în ele filosoful grec a explicat viziunea sa despre natură, cunoscută sub numele de Fizica aristotelică. Unul dintre postulatele sale este următorul: când două corpuri sunt aruncate de la înălțime egală, cel mai greu ajunge întotdeauna la sol..
Galileo a pus la încercare această credință de lungă durată și astfel a început dezvoltarea științei bazată pe experimentare, o revoluție care a determinat omenirea să facă primii pași în afara Pământului și a extins universul cunoscut la o dimensiune nebănuită..
Indice articol
Astăzi suntem învățați că toate obiectele, indiferent de masa lor, ajung la sol în același timp când sunt aruncate de la o anumită înălțime. Acest lucru se datorează faptului că toate, fără excepție, se mișcă cu aceeași accelerație: cea a gravitației. Desigur, atâta timp cât rezistența la aer este neglijată.
Îl putem verifica aruncând simultan și de la aceeași înălțime un obiect greu și unul ușor, de exemplu o piatră și o foaie de hârtie mototolită și vom vedea cum ajung la sol în același timp..
Galileo a fost hotărât să testeze credințele aristotelice printr-o experimentare atentă și o dezvoltare matematică. Legenda susține că a scăpat obiecte din vârful celebrului Turn înclinat din Pisa, măsurând timpul necesar pentru fiecare cadere..
Este îndoielnic faptul că Galileo a urcat în mod expres în vârful turnului în acest scop, deoarece în orice caz măsurarea precisă a unui timp atât de scurt - aproximativ 3,4 s - cu ceasurile vremii nu a fost posibilă..
Dar se spune că, într-o singură ocazie, Galileo a adunat mulți oameni la poalele turnului pentru a verifica singuri că, de fapt, două corpuri de mase diferite ajungeau la sol în același timp..
Cu toate acestea, fizicianul italian a înregistrat în cărțile sale alte experimente pentru a studia mișcarea și astfel a aflat cum se mișcă lucrurile.
Printre acestea se numără cele ale pendulului simplu, care constă în agățarea unei mase de o frânghie ușoară și lăsarea acesteia să oscileze și chiar unele în care a încercat să măsoare viteza luminii (fără succes).
Printre numeroasele experimente ale lui Galileo a fost unul în care a folosit un pendul, la care a așezat un cui într-un punct intermediar între începutul mișcării și poziția cea mai joasă..
Cu aceasta intenționa să trunchieze pendulul, adică să-l scurteze. Odată ce pendulul lovește cuiul, acesta se întoarce la punctul de plecare, ceea ce înseamnă că viteza pendulului depinde doar de înălțimea de la care a fost eliberat și nu de masa care atârna de pendul..
Acest experiment l-a inspirat la următorul, unul dintre cele mai remarcabile efectuate de marele fizician și prin care a stabilit principiile cinematicii..
Experimentul care l-a determinat pe Galileo să formuleze legea căderii libere a fost cel al planului înclinat, pe care a lăsat sferele de plumb să se rostogolească de la înălțimi diferite și cu înclinații diferite. De asemenea, a încercat să împingă sferele în sus și să măsoare înălțimea la care au ajuns..
Astfel a arătat că toate corpurile cad cu aceeași accelerație atâta timp cât fricțiunea nu intervine. Aceasta este o situație ideală, deoarece fricțiunea nu dispare niciodată complet. Cu toate acestea, un plan înclinat din lemn lustruit este o bună aproximare..
De ce a decis Galileo să folosească un plan înclinat dacă dorea să vadă cum cad cadavrele?
Foarte simplu: deoarece nu existau ceasuri adecvate pentru a măsura cu precizie timpul de cădere. Apoi a avut o idee strălucită: încetiniți căderea, „netezind” gravitația printr-un dispozitiv.
Galileo a efectuat următoarea secvență și a repetat-o „de vreo sută de ori” pentru a fi sigur, așa cum a afirmat în cartea sa Dialoguri despre două noi științe:
-A luat un avion din lemn lustruit lung de aproximativ 7 m, pe care îl comandase de la un tâmplar și l-a așezat cu un anumit unghi de înclinare nu foarte mare.
-A lăsat o sferă să se rostogolească la o anumită distanță.
-Timp de călătorie măsurat.
-A repetat cele de mai sus cu înclinații crescânde.
Galileo a observat că, indiferent de unghiul de înclinare:
-Viteza sferei a crescut cu o rată constantă - accelerația-.
-Distanța parcursă a fost proporțională cu pătratul timpului petrecut.
Și el a concluzionat că acest lucru ar fi la fel de adevărat dacă rampa ar fi verticală, ceea ce înseamnă cu siguranță o cădere liberă..
Dacă d este distanță și t este timp, observația lui Galileo, sub formă matematică, poate fi rezumată ca:
d ∝ tDouă
Astăzi știm că constanta de proporționalitate necesară pentru a stabili egalitatea este ½ g, unde g este valoarea accelerației gravitației, pentru a obține:
d = ½ gtDouă
Valoarea acceptată a g astăzi este de 9,81 m / sDouă.
Galileo nu numai că a lăsat sferele să se rostogolească în jos în plan, ci s-a confruntat și cu două planuri înclinate pentru a vedea cât de departe o sferă a fost lăsată să alunece.
Și a constatat că sfera a reușit să se ridice la aceeași înălțime de la care a început. Apoi unghiul de înclinare al celui de-al doilea plan scădea, așa cum se arată în figura de mai jos, până când a fost complet orizontal.
În toate cazurile, sfera a atins o înălțime similară cu punctul de plecare. Și când al doilea plan s-a transformat orizontal, sfera s-ar putea mișca la nesfârșit, cu excepția cazului în care fricțiunea o încetinea încetul cu încetul..
Galileo este considerat, împreună cu Isaac Newton, tatăl fizicii. Acestea sunt câteva dintre contribuțiile la știință din experimentele sale:
-Conceptul de accelerație, fundamental în studiul cinematicii corpurilor, în acest fel Galileo a pus bazele mișcării accelerate și, împreună cu acesta, cele ale mecanicii, pe care Isaac Newton le-ar întări ulterior cu cele trei legi ale sale.
-El a subliniat, de asemenea, importanța forței de frecare, o forță pe care Aristotel nu o considerase niciodată..
-Galileo a arătat că acțiunea continuă a unei forțe nu este necesară pentru a menține mișcarea unui corp, deoarece în absența fricțiunii, sfera continuă să se deplaseze la nesfârșit de-a lungul suprafeței planului..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.