论伽利略思想对近代物理的贡献(3)
发布时间:2021-06-09
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不停。这本是一个平凡的事,但他观察一段时间后发现,灯的摆动幅度不一样,有时大,有时小,但如果以脉搏跳动次数为标准来测量吊灯的摆动,吊灯没摆动一次所用的时间都差不多。这一发现引起了伽利略的思考:是不是其他物体的摆动也和吊灯一样有规律可循?
带着这一问题,伽利略开始动手研究摆动的规律,并设计了相应的实验。他在实验后发现,物体摆动一次所用的时间,跟摆动幅度的大小,物体的轻重没有关系,只与摆绳的长度有关系。这一摆动规律称为摆的等时性。后来,荷兰科学家惠更斯根据这个原理,制成了历史上第一座摆钟,从此,时间的误差可以减少到秒来计算。
2.2.2斜面滚球试验
大约在1604年初,伽利略开始寻找关于“重物自然下降”过程中,速度随时间增加的规律。如果像传说中的那样,伽利略从比萨斜塔上向下扔落物体,直接对自由落体进行直观测量,要寻找落体的运动规律是相当困难的,因为比萨斜塔高55米,由塔顶竖直自由落下物体到地面需时间3.2秒。当时既没有精密测量时间的钟表,又不能排除空气对轻重不同的物体施的不同浮力的影响。因此直接做这种测量是不可能的。然而,沿斜面下滚得球和竖直下落的球也一样,也是一种“自发下降”,而且沿斜面下滚得球还可以将其下滚速度调节得很慢,这更利于测量,于是伽利略设计了斜面滚球实验。
取一块长约840厘米,宽约42厘米,厚约6厘米的坚硬木板,刨光后在平板西长的正面中央沿板长刻划一条Ф=3厘米的笔直沟槽。为了使沟槽尽可能地光滑,平整,再用羊皮纸沿沟槽贴牢。取一只刨光坚实的黄铜圆球做实验的滚球。在此之前,先将长板的一端垫高约140厘米,使其成为一个斜面,使其倾斜度约 1为 sin1 6
让黄铜球沿沟槽滚下,同时采用特别装置记录小球
下滚的时间,这项实验得重复多次,使先后两次时间差
不超过脉搏的1/10。这种方法被证实可靠之后,再让小
球只滚下沟槽长度的1/4,测定其所需时间,看到它只用了原先实验所需时间的一半,接着再就其他长度滚下小球做实验。比较小球滚过槽总长度作需时间和分别滚下板长的1/2,2/3,3/4以及其他任选长度所需时间,成百次的重复各次实
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