Опыт Галилео и закон свободного падения

Легенда гласит, что Галилео Галилей поднимался на самый верх наклоненной Пизанской башни, чтобы сбрасывать оттуда пушечные ядра. Можно с уверенностью сказать, что великий итальянский ученый не делал этого, однако он стал первым, кто положился на количественные измерения, чтобы выявить универсальные законы свободного падения.

После нескольких веков схоластики, когда ученые искали в трудах Аристотеля ответы на вопросы, как именно движутся тела, Галилео отбросил все теории движения прошлого и начал все сначала. Результатом стали его астрономические наблюдения, которые показывали, что не все на небе вращается вокруг Земли. Не каждый сейчас вспомнит об этом его открытии, но это был важный шаг для расширения нашего понимания Вселенной.

На этом рисунке 1840-х годов Галилео в центре — он демонстрирует в городе Пиза законы падения тел. Предположения благородных особ (справа), философов и священников оказались неверными, а истину показала наклонная рампа Галилея!

Галилео Галилей принимал в расчет только те факты, которые мог собрать сам. Тот мифический эксперимент с Пизанской башней, возможно, был лишь упрощенным примером, который рассказывал Галилео, чтобы развенчать теорию Аристотеля о движении. Аристотель писал, что тяжелые предметы падают быстрее легких.

Одним из экспериментов Галилея был опыт с ядрами и наклонными поверхностями, определенно осуществимый в то время и показавший, что падающие (или скатывающиеся) тела имеют постоянное ускорение, т.е. их скорость растет в одинаковом темпе. (Также Галилей сделал вывод о постоянстве действующей на тело силы.) Уже было известно, что постоянное ускорение (a) приводит к тому, что расстояние (d), проходимое телом, оказывается пропорциональным квадрату времени (t) движения. В отличие от предшественников, подозревавших этот факт, но не сумевших доказать его, Галилео сумел выразить это ясным математическим законом: d = at2 . Если современная физика и имела начало, то оно здесь!