Galileo Galilei tanítványa , Vincenzo Viviani által írt életrajza szerint 1589-ben Galileo kísérletet végzett két különböző tömegű golyó leejtésével a híres pisai ferde toronyból, hogy bebizonyítsa, az esés időpontja nem függ a labda tömegétől. [1] . Ezzel a kísérlettel Galilei állítólag felfedezte, hogy a testek szinte egyszerre zuhantak le, megcáfolva Arisztotelész elméletét , amely szerint a zuhanás sebessége arányos a test tömegével. Abban az időben, amikor Viviani leírása szerint Galilei kísérletét végezte, még nem fogalmazta meg a szabadesés törvényének végleges változatát [1] [2] .
Bár Galilei pisai ferde toronyban végzett kísérleteinek története bekerült a tudományos folklórba, maga Galilei írásai nem tesznek említést ezekről a kísérletekről, és a legtöbb tudománytörténész hajlamos azt hinni, hogy ez csak egy gondolatkísérlet volt, amely valójában nem végrehajtották [3] [4] . Az egyetlen kivétel Drake álláspontja, aki úgy véli, hogy Galilei kísérlete valójában körülbelül a Viviani által leírt formában zajlott le [1] .
Simon Stevin holland tudós volt az első, aki megcáfolta Arisztotelész állítását . Feltételezhető, hogy eredményeit Galilei ismerte.
Galilei így írja le a híres gondolatkísérletet On Motion című könyvében [5] .
Képzelj el két tárgyat, amelyek közül az egyik nehezebb, mint a másik, kötéllel összekötve, és dobd ki ezt a köteget a toronyból. Ha feltételezzük, hogy a nehéz tárgyak valóban gyorsabban esnek, mint a könnyűek, és fordítva, akkor a könnyű tárgyaknak le kell lassítaniuk a nehéz tárgyak esését. De mivel a kérdéses rendszer egésze nehezebb egy nehéz tárgynál, gyorsabban kell esnie nála. Így egy ellentmondáshoz jutunk , amiből az következik, hogy a kezdeti feltevés (a nehéz tárgyak gyorsabban esnek, mint a könnyűek) hamis.
Az akkori mérőberendezések tökéletlensége miatt a testek szabadesését szinte lehetetlen volt tanulmányozni. A mozgási sebesség csökkentésének módját keresve a Galileo a szabadesést felváltotta a ferde felületen való gördüléssel, ahol sokkal kisebb volt a sebesség és a légellenállás. Észrevették, hogy idővel a mozgás sebessége nő - a testek gyorsulással mozognak. Arra a következtetésre jutottak, hogy a sebesség és a gyorsulás nem függ sem a labda tömegétől, sem anyagától.
Feltételezve, hogy mi történne testek vákuumban történő szabadesése esetén, Galileo a következő törvényeket vezette le a testek leesésére ideális esetben:
A tudós azt is megjegyezte: ha két ferde felületet úgy köt össze, hogy az egyik legördülése után a labda felemelkedik a másik mentén, akkor ugyanarra a magasságra emelkedik, ahonnan elindult, függetlenül az egyes felületek dőlésszögétől. .
Galilei ellenőrizte, hogy az általa kapott gördülési törvények minőségileg függetlenek a sík dőlésszögétől, ezért kiterjeszthetők esés esetére is. Galilei végső következtetése utolsó könyvéből: az esés sebessége az idővel, az út pedig az idő négyzetével arányosan nő.
| Galileo Galilei | ||
|---|---|---|
| Életrajz és tudományos eredmények | Galilei folyamat • Galilei óra szökés • Galilei műholdak • Galilei transzformációk • Lehulló testek vizsgálata • Termoszkóp • Celatone • Galilei Paradoxon | |
| Eljárás | Assayer • Párbeszéd a világ két fő rendszeréről • Sidereus Nuncius • Beszélgetések és két új tudomány matematikai bizonyítékai | |
| Egy család | Vincenzo Galilei (apa) • Michelangelo Galilei (testvér) • Vincenzo Gamba (fia) • Maria Celesta (lánya) • Marina Gamba (törvényes feleség) | |