Вільне падіння історія відкриття та історичне значення
Основа сучасної кінематики
Вільне падіння є одним із найцікавіших фізичних явищ, яке вже з давніх часів привертало до себе увагу вчених та філософів. Крім того, воно є одним із тих процесів, досліди над яким може ставити будь-який школяр.
"Філософська помилка" Арістотеля
Першими, хто взявся за наукове обґрунтування явища, яке відоме тепер як вільне падіння, були античні філософи. Вони, природно, не проводили жодних дослідів та експериментів, а намагалися охарактеризувати його з погляду своєї власної філософської системи. Зокрема, Аристотель стверджував, що більш важкі тіла падають на землю з більшою швидкістю, пояснюючи це не фізичними законами, а прагненням всіх предметів у Всесвіті до порядку та організованості. Цікаво, що жодних експериментальних доказів у своїй не проводилося, а це твердження сприймалося як аксіома.
Внесок Галілея у вивчення та теоретичне обґрунтування вільного падіння
Середньовічні філософи поставили теоретичне становище Арістотеля під сумнів. Не маючи можливості довести це на практиці, вони були впевнені, що швидкість, з якої рухаються тіла до землі, без урахування зовнішнього впливу залишається однаковою. Саме з цих позицій розглядав вільне падіння і великий вчений І. Г. Галілей. Провівши численні експерименти, він дійшов висновку, що швидкість руху, наприклад, мідних та золотих кульок до землі однакова. Єдине, що заважає встановити візуально, це наявність опір повітря. Але навіть у тому випадку, якщо взяти тіла з досить великою масою, то вони приземляться наповерхню нашої планети приблизно в один і той же час.
Основні засади вільного падіння
Зі своїх дослідів Галілей зробив два важливі висновки. По-перше, швидкість падіння абсолютно будь-якого тіла, незалежно від його маси і того матеріалу, з якого він виготовлений, однакова. По-друге, прискорення, з яким рухається даний предмет, залишається величиною постійної, тобто швидкість за однакові проміжки часу зростає на ту саму величину. Згодом таке явище отримало назву вільного падіння.
Сучасні розрахунки
Проте навіть сам Галілей розумів відносну обмеженість своїх експериментів. Адже які б тіла він не брав, йому не вдавалося досягти того, щоб вони потрапляли на земну поверхню одночасно: з опором повітря боротися в ті часи було неможливо. Тільки з появою спеціального обладнання, за допомогою якого повітря з трубок було відкачано повністю, вдалося експериментальним шляхом довести, що вільне падіння справді має місце. У кількісному плані воно дорівнювало приблизно 9,8 м/с^2, проте згодом вчені дійшли висновку, що ця величина змінюється, щоправда, вкрай незначно, залежно від висоти предмета над землею, а також від географічних умов.
Поняття та значення вільного падіння у сучасній науці
В даний час всі вчені дотримуються думки, що вільне падіння - це фізичне явище, що полягає в рівноприскореному русі тіла, поміщеного в безповітряний простір, до поверхні землі. При цьому абсолютно не має значення, було надане цьому тілу якесь зовнішнє прискорення чи ні.
Універсалізм та сталість – найважливіші характеристики даного фізичного явища
Універсальність цьогоявища полягає в тому, що швидкість вільного падіння людини або пташиного пера у вакуумі абсолютні однакові, тобто при одночасному старті вони досягнуть поверхні землі також одночасно.