Minden test valós körülmények között nem mozoghatállandó sebesség, és általában a test sebessége idővel változik mind irányban, mind nagyságrendben. Egy ilyen mozgást egyenetlennek hívnak. A testek legegyszerűbb nem egyenletes mozgása egyenes vonalú, egyenletesen gyorsított mozgás, és a szabad esés élénk példája lehet.
Az egyenletesen gyorsított mozgás elméletét Galileo Galilei fejlesztette ki. Ő volt az, aki először definiálta a mozgás e típusát, leírta annak törvényeit és bebizonyította számos tételét.
A tudósok azóta tanulmányozták a fizikai test mozgásátaz ősidők óta. Jóval a Galileo születése előtt megteremtették a kinematika alapjait. Most, hogy meghatározzuk a test által egy ideig átvitt utat ismert állandó sebességgel, bármely általános iskola tanulója képes. Elég szorozni a test sebességét a mozgás idejével - és a válasz kész!
A nehézségek azonnal felmerültekvegye figyelembe a test mozgását változó sebességgel, és valójában ez szinte mindig megtörténik az életben. Nézze meg az autó sebességmérőjének nyílát - ez folyamatosan mozgásban van, és azt mutatja, hogy az autó sebessége szinte percenként vagy még gyakrabban változik. Ez a probléma - hogyan lehet kiszámítani egy test folyamatosan változó sebességgel járó útját - már a Galileo előtt sokáig aggasztotta a tudósok gondolatait.
Egy sor kísérlet után a Galileo megmutatta, hogy a „test szabad esése” fogalma egyenértékű az „egyenletesen gyorsított mozgás” fogalmával.
Ma rendkívül precíz mérőműszerekkel rendelkezikIdővel, még egy iskolás is megfigyelheti az esés dinamikáját. A Galileo napjaiban a rendes mechanikus órák ritkák voltak, ráadásul pontatlanok és primitívek. Ezért a tudósnak el kellett készítenie egy teljesen új eszközt, amelynek segítségével megoldódott az esések során az összes értékmérés problémája. Kísérletezve és a kísérlet körülményeinek megváltoztatása, mérések és következtetések levonása révén a Galileo fokozatosan arra a következtetésre jutott, hogy a test, nulla sebességgel kezdve továbbmozdul, fokozatosan növelve ezt a sebességet. A matematika nyelvére fordítva az általa megfigyelt egyenletesen gyorsított mozgást az a = vt d = (at2) / 2 képlettel írhatjuk le, ahol v a sebesség, a test gyorsulása a, d a test által megtett távolság t időben.
Ha megfigyeljük a testek esését és elemezzük ezeket a képleteket, akkor a tudós után mondhatjuk:
• a zuhanás sebessége a mozgás kezdetétől számított idővel még láthatóan növekszik;
• ha a test ugyanolyan gyorsított mozgást hajt végre, akkor az út első felénél hosszabb ideig tart, mint a többinél;
• minél hosszabb ideig a test „felgyorsul”, annál nagyobb az út, amelyet egyenlő ideig folytat.
Ezen kívül Galileo Galilei készített egy újategy meglehetősen fontos következtetést azonban mérésekkel nem lehetett megerősíteni. Megállapította, hogy a g gravitációs gyorsulás majdnem azonos lesz a Föld felülete közelében és egyenlő: g = 9,8 m / s2. Ez az érték jellemzi a testek esését bolygónk felszíne közelében a gravitációs erők miatt, ezért gravitációs gyorsulásnak vagy gravitációs gyorsulásnak hívják.
A Galileo kutatási eredményei képezték az alapota későbbi Newton diadalmas felfedezéseihez, és a modern klasszikus mechanika alapját képezték. Sokkal később Newton megmutatta, hogy a test gyorsulása elméletileg kiszámítható a mechanika törvényei és az általa felfedezett egyetemes gravitációs törvény alapján is.
Egy másik ugyanolyan fontos következtetés a felfedezésekbőlGalilea - a gravitáció gyorsulása teljesen független a tömegtől. Ez a gyakorlati következtetés teljesen ellentétes a természetfilozófusok korábban fennálló állításaival. Végül is azt állították, hogy minden dolog a világegyetem központjába törekszik (és véleményük szerint a Föld volt ez a központ), és minél tömegebb a tárgy, annál gyorsabban teszi meg.
Természetesen Galileo a következők alapján tette következtetéseit:kísérletek. De valószínűtlen, hogy a tudós elvégezte a neki tulajdonított kísérleteket, és különféle tárgyakat dobott ki a pisi „zuhanó” toronyból, állítólag bizonyítva, hogy mindegyik egyszerre esik a Föld felszínére. Csak azt a bizalmat mondhatjuk, hogy a Galileo biztosan tudta: a nehezebb tárgyak gyorsabban esnek a földre, mivel rájuk hatással van. De az emberek hajlamosak kitalálni a meseket.
