כל הגופים במצב אמיתי לא יכול לזוז עםמהירויות קבועות, ובדרך כלל את מהירות הגוף משתנה עם הזמן בכיוון וכמות. תנועה כזו נקראת לא אחידה. תנועת הגופים הפשוטה והבלתי אחידה היא תנועה מואצת אחידה באופן אחיד, ונפילה חופשית יכולה להיחשב כדוגמה חיה.
התיאוריה של תנועה מואצת אחידה פותחה על ידי גלילאו גליליי. זה היה הראשון שהגדיר סוג זה של תנועה, תיאר את החוקים שלו, והוכיח מספר משפטי.
מדענים בחנו את התנועה של הגוף הפיזי מאזעתיקה. זמן רב לפני לידתו של גלילאו הונחו יסודות הקינמטיקה. עכשיו לקבוע את הנתיב חוצה את הגוף במשך זמן מה עם מהירות קבועה ידועה, יכול כל תלמיד בבית הספר היסודי. זה מספיק כדי להכפיל את מהירות הגוף בזמן התנועה - והתשובה מוכנה!
קשיים קמו ברגע פלדהלשקול את התנועה של הגוף במהירות משתנה, ולמעשה בחיים זה קורה כמעט תמיד. תסתכל על החץ של מד המהירות של המכונית - הוא כל הזמן בתנועה מראה כי מהירות המכונית משתנה כמעט בכל רגע, ואפילו לעתים קרובות יותר. בעיה זו - כיצד לחשב את הנתיב של תנועת הגוף עם מהירות משתנה ללא הרף - מודאג במוחם של מדענים הרבה לפני גלילאו.
לאחר סדרה של ניסויים, הראה גלילאו כי המושג "נפילה חופשית של הגוף" שווה לתפיסה של "תנועה מואצת אחידה".
היום, עם מכשירי מדידה מדויקים במיוחדשל זמן, אפילו תלמיד יכול לראות את הדינמיקה של נפילה. בימי גלילאו, שעונים מכניים רגילים היו נדירים, לא מדויקים ופרימיטיביים. לכן, על המדען ליצור מכשיר חדש לגמרי, בעזרתו נפתרה בעיית כל המידות של הכמויות במהלך הנפילה. ניסוי ושינוי תנאי החוויה, ביצוע מדידות ומסקנות, הגיע גלילאו בהדרגה למסקנה שהגוף, המתחיל במהירות אפס, נע קדימה, בהדרגה מגביר את המהירות. מתורגם לשפת המתמטיקה, ניתן לראות את התנועה המתואמת אחידה באופן אחיד תוך שימוש בנוסחה a = vt d = (at2) / 2, כאשר V היא המהירות, האצת הגוף היא, d הוא המרחק שהגוף נסע בזמן t.
אם אתם צופים בנפילת גופים ומנתחים נוסחאות אלה, אתם יכולים לעקוב אחר המדען ולומר:
• שיעור הנפילה עם הזמן שחלף מאז תחילת התנועה, גדל אף הוא;
• אם הגוף מבצע תנועה מואצת באופן אחיד, אזי המחצית הראשונה של המסלול תיקח זמן רב יותר מהשאר;
• ככל שהגוף "מאיץ" יותר, כך הוא ינוע יותר בפרקי זמן שווים.
בנוסף, גלילאו גליליי הכין עודאולם מסקנה די חשובה לא הצליחה לאשר זאת על ידי מדידות. הוא מצא כי האצת הכבידה g תהיה כמעט זהה ליד פני כדור הארץ ושווה ל- g = 9.8 m / s2. ערך זה מאפיין את נפילת הגופים הקרובים לפני השטח של כוכב הלכת שלנו עקב כוחות הכבידה, ולכן הוא נקרא האצת הכבידה או האצת הכבידה.
תוצאות המחקר של גלילאו היו הבסיסלתגליות הניצחון המאוחרות יותר של ניוטון והיוו את הבסיס של המכניקה הקלאסית המודרנית. הרבה יותר מאוחר, ניוטון הראה שאפשר לחשב את תאוצה של גוף באופן תיאורטי, תוך שימוש בחוקי המכניקה שגילו אותו וחוק הכבידה האוניברסלית.
עוד מסקנה לא פחות חשובה מהתגליותגלילאו - האצת הכבידה אינה תלויה במסה לחלוטין. מסקנה מעשית זו סותרת לחלוטין את כל ההצהרות הקיימות בעבר של פילוסופים טבעיים. אחרי הכל, הם טענו שכל דבר נוטה למרכז היקום (וכדור הארץ, לדעתם, היה המרכז הזה) וככל שהאובייקט מסיבי יותר, כך הוא עושה זאת מהר יותר.
כמובן, גלילאו הסיק את מסקנותיו על בסיסניסויים. אך אין זה סביר שהמדען ביצע את הניסויים המיוחסים לו, וזרק חפצים שונים מהמגדל "הנופל" בפיזה, והוכיח לכאורה בבירור שכולם ייפלו על פני כדור הארץ בו זמנית. נוכל רק לומר בוודאות שגלילאו ידע בוודאות: עצמים כבדים יותר ייפלו מהר יותר לקרקע עקב התנגדות האוויר הפועלת עליהם. אבל אנשים נוטים להמציא אגדות.
