Todos os corpos em condições reais não podem se mover comvelocidades constantes e, geralmente, a velocidade do corpo muda com o tempo, tanto na direção quanto na magnitude. Este movimento é denominado irregular. O movimento desigual mais simples dos corpos é o movimento retilíneo uniformemente acelerado e a queda livre pode ser considerada um exemplo notável.
A teoria do movimento uniformemente acelerado foi desenvolvida por Galileo Galilei. Foi ele quem primeiro deu a definição desse tipo de movimento, descreveu suas leis e provou uma série de teoremas.
Os cientistas estudaram o movimento dos corpos físicos desdetempos imemoriais. Muito antes do nascimento de Galileu, as bases da cinemática foram estabelecidas. Agora, qualquer aluno do ensino fundamental pode determinar o caminho percorrido pelo corpo por algum tempo com uma velocidade constante conhecida. Basta multiplicar a velocidade do corpo pelo tempo do movimento - e a resposta está pronta!
As dificuldades surgiram assim que se tornaramConsidere o movimento de um corpo com velocidade variável, mas na vida quase sempre é o caso. Olhe para a seta do velocímetro do carro - ela está constantemente em movimento e mostra que a velocidade do carro muda quase a cada minuto, ou até com mais frequência. Esse problema - como calcular a trajetória de um corpo com uma velocidade em constante mudança - preocupava as mentes dos cientistas muito antes de Galileu.
Após realizar uma série de experimentos, Galileu mostrou que o conceito de "queda livre de um corpo" equivale ao conceito de "movimento uniformemente acelerado".
Hoje, com instrumentos de medição ultraprecisostempo, até um colegial será capaz de observar a dinâmica da queda. Na época de Galileu, os relógios mecânicos comuns eram raros, imprecisos e primitivos. Portanto, o cientista teve que criar um dispositivo completamente novo, com a ajuda do qual o problema de todas as medições de grandezas no outono foi resolvido. Experimentando e mudando as condições do experimento, fazendo medições e inferências, Galileu gradativamente chegou à conclusão de que um corpo partindo da velocidade zero se move mais adiante, aumentando gradativamente essa velocidade. Traduzido para a linguagem da matemática, o movimento uniformemente acelerado observado por ele pode ser descrito usando a fórmula a = vt d = (at2) / 2, onde v é a velocidade, a aceleração do corpo é a, d é a distância que o corpo viajou no tempo t.
Se observarmos os corpos caindo e analisarmos essas fórmulas, então podemos, seguindo o cientista, afirmar:
• a velocidade de queda com o tempo decorrido desde o início do movimento aumenta mesmo visivelmente;
• se o corpo faz um movimento uniformemente acelerado, a primeira metade do caminho levará mais tempo do que o resto;
• quanto mais tempo o corpo "acelera", mais tempo ele se desloca em iguais períodos de tempo.
Além disso, Galileo Galilei fez outrouma conclusão bastante importante, entretanto, não poderia confirmá-lo por meio de medições. Ele descobriu que a aceleração da gravidade g será quase a mesma perto da superfície da Terra e igual ag = 9,8 m / s2. Este valor caracteriza a queda de corpos próximos à superfície de nosso planeta devido às forças da gravidade, por isso é chamado de aceleração da gravidade ou aceleração gravitacional.
Os resultados da pesquisa de Galileu foram a basepara as descobertas triunfantes posteriores de Newton e formaram a base da mecânica clássica moderna. Muito mais tarde, Newton mostrou que a aceleração de um corpo pode ser calculada teoricamente, usando as leis da mecânica por ele descobertas e a lei da gravitação universal.
Outra conclusão igualmente importante das descobertasGalileo - a aceleração da gravidade é completamente independente da massa. Esta conclusão prática contradizia completamente todas as afirmações previamente existentes dos filósofos naturais. Afinal, eles argumentaram que tudo tende para o centro do universo (e a Terra, na opinião deles, era esse centro) e quanto mais massivo o objeto, mais rápido ele o faz.
Claro, Galileu tirou suas conclusões com base emexperimentos. Mas é improvável que o cientista tenha realizado os experimentos atribuídos a ele, jogando vários objetos da torre "em queda" de Pisa, demonstrando de forma ostensiva que todos eles cairão na superfície da Terra ao mesmo tempo. Só podemos dizer com certeza que Galileu sabia com certeza: objetos mais pesados cairão no solo mais rapidamente devido à resistência do ar agindo sobre eles. Mas as pessoas tendem a inventar fábulas.
