Галилей і закони руху

Галилей і закони движения

Лукина Галина Степанівна, методист ХКЦТТ.

Винченцо Галілей, відомий у Флоренції музикант, довго міркував з того, яке терені вибрати для свого батьками старшого сина Галілео. Син, безумовно, міг до музики, але батько вважав за краще щось надійніше. У 1581 року, коли Галілео виповнилося сімнадцять років, хоч і схилилася убік медицини. Винченцо розумів, що витрати на навчання будуть високі, зате майбутнє сина буде забезпечене. Місцем навчання був обраний Пизанский університет, можливо кілька провінційний, але добре знайомий Винченцо. Він довго жив у Пізі, там я ж народився Галилео.

Путь до професії лікаря був нелегкий. Перш ніж розпочати вивченню медицини, треба було вивчити, а точніше — визубрити, філософію Аристотеля. У його вченні говориться буквально про все. На думку Галілея, «немає, здається, жодного гідного уваги явища, який він (Аристотель) пройшов, не торкнувшись його ». Філософія Аристотеля тоді викладалася в жахливої формі: як набору висловлювань, вважалися істинами у вищій інстанції, позбавлених мотивувань і доказів. Про незгоду з Арістотелем не може бути й промови — при цьому загрожувала каторга.

Более за все цікавлять Галілея те, що пише Аристотель про фізику навколишнього світу, але вона хоче сліпо вірити кожному слову великого філософа: «Сам Аристотель навчив мене задовольняти свій розум лише, у яких переконують мене міркування, Не тільки авторитет вчителя ». Він читає та інших авторів, серед яких найбільшого вразити нього виробляють Архімед і Евклид.

Из всього, що відбувається у навколишній світ, найбільше зацікавлення Галілея викликали різноманітні руху. Він у міру крупинках збирає усе написане про рух у древніх, але з жалем констатує: «У природі нічого немає древнє руху, але саме щодо нього написано дуже мало значного ». А питання ставлять у допитливого юнаки кожному шагу…

Однажды Галілей був у церкві та його залучило раскачивающееся панікадило — велика церковна люстра. Він звернув увагу, що панікадило розгойдується нерівномірно, по-різному проходячи круті й положисті ділянки. У якусь мить Галілео здалося, що качання стали згасати, але час, уходящее одне хитання, у своїй не зменшувалася. Вона неспроможна абстрагуватися від своїх роздумів, він має негайно перевірити своє припущення. Він, зрозуміло, неспроможне здійснити достовірну перевірку, але «грубу примірку «(він дуже любив цей вислів) має зробити немедленно.

Вернувшись додому, Галілей з допомогою товариша провів експерименти з кулями, підвішеними на нитки, й остаточно переконався, що його припущення правильно.

Занятия медициною йшли невідь що успішно, хоча Галілео прагнув виправдати і надії витрати батька. І все-таки в 1585 року він повертається до Флоренції, не отримавши диплома доктора. У Флоренції Галілей продовжує займатися математикою і фізикою, початку потай від батька, і потім за його згоди. У Галілео з’являються контакти з ученими, зокрема з маркізом Гвідо Убальдо дель Монте. Завдяки підтримці останнього, тосканский герцог Фердинандо Медічі в 1589 року поставив Галілея професором математики Пизанского університету. У Пізі Галілей перебував до переїзду 1592 року у Падую. Вісімнадцять років, прожитих в Падуї, Галілей вважав найщасливішим періодом у житті. З 1610 року й остаточно життя він — «філософ і створено перший математик ясновельможного великого герцога тосканського Казимо II Медічі «у квітні 1611 року Галілей став членом Академії Линчиев (рысьеглазых), заснованої незадовго доти Федеріко Чези, маркізом Монтичелли. З того часу свою працю Галілей підписував «Галілео Галілей Линчео » .

Что стосується наукових інтересів Галілея, його як і цікавлять руху, і, передусім, вільне падіння тіл, одне з поширених природних рухів. Як вона та і у той час, розпочати потрібно була пов’язана з того, що цього приводу стверджував Аристотель. Думка останнього зводилося до двох аксіомам: швидкості падаючих тіл пропорційні їх вазі і навпаки пропорційні «густоті середовища ». Очевидні складності виникали зі другому твердженням: виходило, що у порожнечі «густота «якої дорівнює нулю, швидкість падіння мусить бути безкінечною. А ще Аристотель додавав, що у природі порожнечі немає («природа боїться порожнечі «).

В 1585 року Галілей отримав таку можливість ознайомиться з недавно які вийшли трактатом Бенедетті, який дозволив собі не є погодитися і з цим твердженням Аристотеля.

Еще більшої уваги Галілея залучило інше спостереження Бенедетті, що швидкість вільного падіння збільшується в мері руху тіла. І Галілей вирішує знайти математично точне опис цього зміни швидкості. Він вирішує спочатку вгадати закон із міркувань, а потім уже потім перевірити його експериментально. Раніше ніхто так і не надходив, але поступово такий план досліджень стане однією з провідних під час встановлення наукових истин.

Он вирішує, що природа «прагне застосовувати в усіх власних пристосуваннях найпростіші й легкі кошти », отже, і закон наростання швидкості має відбуватися «у самій простий і ясною будь-кого формі «. Але раз швидкість зростає зі зростанням пройденого шляху, що може бути простіше припущення, що швидкість падіння тіла пропорційна пройденого тілом пути.

.

Галилей довго досліджував різні слідства з зробленого припущення, і несподівано виявив, що … за таким законом рух взагалі відбуватися не может!

У Галілея були підстави образитися на підступність природи. І це не вибрала найпростішого шляху. Проте віра у розумність природи в Галілея не згасла він розглядає щонайменше просте припущення, що наростання швидкості відбувається пропорційно часу: V=ct. Таке рух він їх назвав природно прискореним, але прижився термін «равноускоренное рух ». Галілей розглядає графік швидкості на відрізку часу від 0 до t (мал.1) й помічає, що й взяти моменти часу t1, t2, равноотстоящие від t/2, то наскільки в t1 швидкість менше ct/2, настільки в t2 більша за діаметром. Звідси він ставить висновок, що у середньому швидкість дорівнює ct/2, а пройдений шлях дорівнює (c· t/2)·t= c· t2/2 (не занадто суворе міркування!). Отже, якщо розглянути равноотстоящие відтинки часу t=1,2,3,4, …, то відтинки шляху, пройдені з початку, ставитимуться як квадрати натуральних чисел 1, 4, 9, 16, …, а відтинки, пройдені між сусідніми моментами відліку, як непарні числа 1, 3, 5, 7, …

Именно цей висновок Галілей вважав основним, та її хоче перевірити. Але як це зробити? Не можна ж продовжувати кидати каміння з Пізанською вежі (хоча, то, можливо, для спостереження та зручно, що вона розділена на поверхи), а лабораторії падіння відбувається дуже швидко. Галілей й тут знаходить вихід і проводить уже серію дуже дотепно підібраних экспериментов.

Галилей надходить так. Він помічає, що з припущення равноускоренности вільного падіння слід равноускоренность руху важкої точки під укіс. Як кошти на порівняння часу руху він вибирає певний варіант водяних годин — повільно яка випливала струмінь. Розмірковування Галілея громіздкі: не вводить прискорення вільного падіння, а маніпулює, як це було прийнято тоді, великою кількістю пропорцій. Він робить низку наслідків з равноускоренного руху під укіс, у яких зручні для лабораторної проверки.

Гениально простий була здогад Галілея про траєкторії руху кинутого тіла. Таке рух Галілей називав примушеним (на відміну вільного падіння). Аристотель вважав, що тіло, занедбана з точки до обрію, рухається спочатку похилою прямий, потім дузі і, нарешті, по вертикальної прямий. Галілей побудував теорію кинутого тіла відразу ж потрапляє за теорією вільного падіння. Він здогадався, що рух тіла, кинутого з точки до обрію, складається з рівномірного прямолінійного руху, який би було зовсім якби сили тяжкості, і вільного падіння. Через війну тіло рухається за параболою. У цьому вся міркуванні істотно використовується закон інерції - закон Галилея.

Работы Галілея з механіки були завершені в Падуї, але опубліковані лише наприкінці життя Галілея у книзі «Розмови і математичні докази, що стосуються двох нових галузей науки, які стосуються механіки і місцевому руху ». Вона вийшла 1638 року, а було написано після зречення Галілея, коли його важко хворий, і майже слеп.

Попробуй зробити і объяснить Возьми пробку вужчою, ніж шийку пляшки, таку, що вільно б увійшла у пляшку, не торкнувшись стінок шийки. Поклади їх у шийку, біля краю, і спробуй загнати їх у пляшку сильним подувом. Що з цього вийде? Спробуй пояснити результат.

Вытяни долоню й поклади її у монету 5 чи 10 копійок. Нині ж хтось із що є поруч нехай спробує змахнути її із твоєї долоні одежна щіткою. Тільки змахнути, а чи не вдаряти і сцарапывать кінцем щітки! Що буде? Як ти думаєш, чому?

Поставь табурет на підлогу біля стіни. Відсунь шкарпетки ніг від стіни на відстань, однакову подвоєною ширині табурета. Нахились і візьмися руками за краю табурета, потім притулись головою до стіни. У цьому позі підніми табурет і випрямися. Май у вигляді у своїй, що взуття в жодному разі повинна сковзати підлогою! Поясни происшедшее.

… сучасне розуміння тривимірності фізичного простору з’явилося, очевидно, в 17 столітті, коли Декарт винайшов прямокутну систему координат.

…на завантажених дорогах навіть досвідчені водії, попри спроби вести машини зі швидкістю, скажімо 70 км/год, порушуючи обмеження 60 км/год, що неспроможні проїхати більше 50 км за час.

…движется і те, що видається цілком нерухомим. Льодовики, наприклад, «течуть «зі швидкістю близько 1 метри на тиждень. І це західна частина Каліфорнії зсувається на північний захід вздовж розламу земної кори загалом п’ять див в год.

…некоторые об'єкти можуть досягати швидкостей, набагато перевищують космічні, але від Землі не відриватися. Наприклад, електрони, рухомі в атомах, чи самі атоми при тепловому движении.

…в природі існують гігантські об'єкти, даленіючі ми зі швидкостями, порівнянними зі швидкістю світла. Наприклад, квазари, відстань до яких вимірюється мільярдами світлових лет.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.