论伽利略思想对近代物理的贡献(4)

发布时间:2021-06-09

验,所得结果总是:球所通过的路程与时间的平方成正比。这一结果对于平板的所有斜度都适合。同时也证明,对不同倾角θ的斜面,球在各个滚落时间的比例恰好是实验者推到所预计的。

伽利略的斜面滚球实验时把真实试验和理想试验相结合的典范。伽利略在斜面实验中发现,只要把摩擦减小到可以忽略程度,小球从斜面滚下后,可以滚上另一个斜面,而与斜面的倾角无关。也就是说,无论第二个斜面伸展多远,小球总能到达和出发点相同的高度。如果第二斜面为水平位置,而且无限延长,则小球会一直运动下去。实际上这就是我们现在所说的惯性运动;伽利略由此得到了他的“惯性定律”。

2.2.3惯性原理和力与加速度的概念

推动重物是需要的力大,而推动轻物是需要的力小,是人们的直觉经验,亚里士多德据此得出普遍性的结论:一切物体均有保持静止或所谓寻找其“天然去处”的本性,认为“任何运动着的物体都必然有推动者”,并用比例定律把动力和速度联系起来。伽利略得出新的概念,他观察到一个沿着光滑制面向上滑动的物体,因制面的倾角不同而受到不同程度的减速,倾角越小,减速越小。如果再没有阻力的水平面上滑行,则应保持原速度永远滑行。因而得出这样的结论:“一个运动的物体,假如有了某种速度以后,只要没有增加或减小速度的外部原因,便会始终保持这种速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能,因为在斜面的情况下,朝下的斜面提供了加速度的起因,而朝上的斜面提供了减速的起因;由此可知,在水平面上运动史永久的;因为如果速度是均匀的,它就不能减小或缓慢下来,更不会停止”。 [1]在《两门新科学的对话》中,伽利略便第一次提出了惯性的概念,并第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”即运动的改变联系起来。

在《两门新科学的对话》中,伽利略首先从数学上讨论匀速运动定律。在匀速运动中,速度保持不变,从而通过的路程余所经历的时间成正比。接着用纯粹演绎的方法转到加速度上来。他的主要课题是:“寻求和解是最适合于自然现象的定义,即寻找加速度运动规律。

一种最为简单的加速过程为:在相等的时间内,速度增加相等的量,即v∝t。还有同样简单的假设:物体运动的速度与所通过的路程成正比,即v∝s。

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