1. 首頁 > 生活百科 > >

自由落體定律：一座斜塔辨真假

生活百科落體

如果將一塊石頭和一片羽毛在同一高度同時放下，那么到底哪一個先落地呢？也許有人會脫口而出：“當然是石頭先落地 。”也許有人會說：“同時落地 ?！蹦敲淳烤鼓囊环N回答正確呢？
還是讓我們先看看亞里士多德對這個問題的論述吧 。古希臘哲學家、科學家亞里土多德說：“重的東西落地快，輕的東西落地慢 ?！边@也就是說，他認為重物體先著地 。在一個很長的時期內，誰也沒有懷疑過他提出的這個“落體定律” 。
到了16世紀，在文藝復興運動蓬勃興起的意大利，年輕的伽利略在科學研究中對亞里士多德的論斷產生了懷疑 。
伽利略這樣想：假定A、B兩個物體，A重，落得快；B輕，下落得慢 。那么把兩物組合在一起讓它下落，會出現什么情況呢？
一方面，（A+B）比A重，應該比A落得更快；另一方面，因為B落得慢，拴在一起對A的下落速度有一定的牽阻作用，所以，（A+B）又應比A落得慢 。這不是自相矛盾嗎？
因此，伽利略認定，亞里士多德的理論是錯誤的 。他認為，在不計空氣阻力的情況下，物體自由下落的速度與其重量無關，即輕重不同的物體下落的速度是相同的 。
但是，由于當時意大利人把亞里士多德的學說奉為金科玉律，伽利略的觀點不但沒有得到應有的重視，反而遭到了很多有名望的神學家、哲學家和物理學家的嘲諷和責難 。伽利略堅信自己的看法是正確的，他決定通過實驗證實自己的觀點 。
1590年的一天清晨，26歲的數學家伽利略在好奇者的驚訝目光里，在守舊者的嘲笑聲中，登上了高大的比薩斜塔 。他讓兩個鐵球（一個重1磅，一個重100磅）同時從塔頂落下 。根據亞里士多德的“落體定律”，一定是100磅的鐵球先落地；但是，實驗的結果卻是兩個鐵球同時落地！
這是怎么回事呢？

原來，在真空中，初速為零的落體叫自由落體 。物體所以下落，是受到地心吸引的緣故 。據實驗，在地球表面附近，各種物體的加速度都約等于9.8米/秒2 。物體不管材質如何，石頭也好，雞毛也好，在真空中從同一高度同時落下時，下落的速度是相同的 。
為了演示這種現象，可用一根一端封閉、一端有管塞的1.5米長的玻璃管，里面放上石頭、羽毛、紙片、鋁幣等 。先將管中空氣抽去，然后把它倒轉過來，使各種物體降落 。我們可以看到，這些物體下落的速度是相同的 。如果不抽出空氣，則它們下落的速度不同 。
由此可以說明，雞毛等輕物體在空氣中比石頭等重物體下落得慢，是因為受到空氣的阻力，而不受它們本身重量的影響 。由于伽利略在比薩斜塔進行落體實驗用的鐵球，其本身的重量比空氣的阻力大得多，可以近似看作自由落體運動，所以兩個鐵球幾乎同時落地 。
【科學小鏈接】
自由落體
自由落體的“落體”，顧名思義是指物體從高空下落 ?！白杂伞倍郑浜鉃椋阂?，物體開始下落時是靜止的，即初速度為0；如果給物體一個初速度豎直下落，不能算自由落體 。二，物體在下落過程中，除受重力作用外，不再受其他任何作用力（如空氣阻力）的影響 。

【自由落體定律：一座斜塔辨真假】

    推薦閱讀