Conform unei biografii a lui Galileo Galilei scrisă de elevul său Vincenzo Viviani , în 1589 Galileo a efectuat un experiment prin scăparea a două bile de mase diferite din celebrul turn înclinat din Pisa pentru a demonstra că timpul căderii nu depinde de masa bilei. [1] . Cu acest experiment, Galileo ar fi descoperit că corpurile cădeau aproape simultan, infirmând teoria lui Aristotel , care susținea că viteza căderii era proporțională cu masa corpului. Pe vremea când, conform descrierii lui Viviani, Galileo își desfășura experimentul, nu formulase încă versiunea finală a legii căderii libere [1] [2] .
Deși povestea experimentelor lui Galileo pe Turnul înclinat din Pisa a intrat în folclorul științific, nu există nicio mențiune despre aceste experimente în scrierile lui Galileo însuși, iar majoritatea istoricilor științei tind să creadă că a fost doar un experiment de gândire care nu a fost de fapt . efectuate [3] [4] . Singura excepție este poziția lui Drake, care crede că experimentul lui Galileo a avut loc de fapt aproximativ în forma descrisă de Viviani [1] .
Unul dintre primii care a respins afirmația lui Aristotel a fost omul de știință olandez Simon Stevin . Se poate presupune că rezultatele sale erau cunoscute de Galileo.
Galileo descrie în acest fel celebrul experiment de gândire în cartea sa Despre mișcare [5] .
Imaginează-ți două obiecte, dintre care unul mai greu decât celălalt, legate între ele printr-o frânghie și aruncă acest mănunchi din turn. Dacă presupunem că obiectele grele cad într-adevăr mai repede decât cele ușoare și invers, atunci un obiect ușor va trebui să încetinească căderea unuia greu. Dar, deoarece sistemul în cauză în ansamblu este mai greu decât un obiect greu, trebuie să cadă mai repede decât acesta. Astfel, ajungem la o contradicție , din care rezultă că ipoteza inițială (obiectele grele cad mai repede decât cele ușoare) este falsă.
Din cauza imperfecțiunii echipamentului de măsurare din acea vreme, era aproape imposibil să se studieze căderea liberă a corpurilor. În căutarea unei modalități de reducere a vitezei de mișcare, Galileo a înlocuit căderea liberă cu rostogolirea pe o suprafață înclinată, unde erau viteze mult mai mici și rezistența aerului. S-a observat că în timp viteza de mișcare crește - corpurile se mișcă cu accelerație. S-a ajuns la concluzia că viteza și accelerația nu depind nici de masa, nici de materialul mingii.
Presupunând ce s-ar întâmpla în cazul unei căderi libere a corpurilor în vid, Galileo a derivat următoarele legi pentru căderea corpurilor pentru cazul ideal:
Omul de știință a mai remarcat: dacă conectați două suprafețe înclinate astfel încât, după ce s-a rostogolit pe una dintre ele, mingea se ridică de-a lungul celeilalte, se va ridica la aceeași înălțime de la care a început să se miște, indiferent de panta fiecărei suprafețe. .
Galileo a verificat că legile rostogolirei obținute de el sunt independente calitativ de unghiul de înclinare al planului și, prin urmare, pot fi extinse și în cazul căderii. Concluzia finală a lui Galileo din ultima sa carte: viteza căderii crește proporțional cu timpul, iar calea crește proporțional cu pătratul timpului.
| Galileo Galilei | ||
|---|---|---|
| Biografie și realizări științifice | Procesul Galileian • Escape de ceas galilean • Sateliți galileeni • Transformări galileene • Investigarea corpurilor în cădere • Termoscop • Celatone • Paradoxul Galileian | |
| Proceduri | Testator • Dialog asupra celor două sisteme principale ale lumii • Sidereus Nuncius • Convorbiri și dovezi matematice a două noi științe | |
| O familie | Vincenzo Galilei (tată) • Michelangelo Galilei (frate) • Vincenzo Gamba (fiu) • Maria Celesta (fiică) • Marina Gamba (soție de drept comun) | |