انتشار این مقاله


دستاوردهای عظیم (۳): قوانین سقوط آزاد

فرض کنید یک کلید و یک پر در دست دارید و بالای برج میلاد ایستاده‌اید. اگر این دو را از بالای برج رها کنید کدام یک سریع‌تر به زمین خواهد رسید؟!

فرض کنید یک کلید و یک پر در دست دارید و بالای برج میلاد ایستاده‌اید. اگر این دو را از بالای برج رها کنید کدام یک سریع‌تر به زمین خواهد رسید؟! خب اگر از مریدان ارسطو هستید حتما جوابتان کلید است!


نام کشف: قوانین سقوط آزاد

کاشف: گالیله

تاریخ کشف: ۱۶۳۸


اما گالیله آزمایش بالا را با دو توپ از بالای برج پیزا انجام داد! او در مطالعات اولیه‌اش که در کتاب On motion منتشر شده است، متوجه شد که سرعت جسم در حال سقوط مستقل از وزن آن است. البته به عقیده‌ی بسیاری از مورخان گالیله این آزمایش را به صورت ذهنی انجام داده است.

او چنین استدلال می‌کند: فرض کنید، مانند ارسطو، که سقوط جسم وابسته به وزن آن است (یا همانطور که ارسطو گفته است سرعت سقوط وابسته به ماهیت جسم یا همان زمینی یا آتشی بودن است). اگر دو سنگ یک کیلویی و دو کیلویی را رها کنید اولی باید دیرتر به مقصد برسد اما مشاهده می‌کنید که هر دو تقریباً (در ادامه توضیح اده خواهد شد) با هم به زمین می‌رسند. ارسطو برای توجیه این تفاوت زمان رسیدن جزئی، آن را مرتبط به وزن دانسته بود. اما چیزی که باعث این تفاوت می‌شود تأثیر متفاوت اصطکاک هوا بر این دو جسم است. برای اثبات این مدعا، اگر همین کار را در خلاً و فقدان اصطکاک انجام دهید هر دو جسمی با هر شکلی و وزنی، حتماً همزمان به مقصد خواهند رسید. مثال پر و کلید ابتدای مقاله را فضانوردان آپولو در فضا انجام داده‌اند!


مقاله مرتبط: دستاوردهای عظیم (۱): تلسکوپ


البته این نتیجه‌ی عجیب مختص گرانش است و نیروهای دیگر به هیچ وجه اینطور نیستند. به عنوان مثال، اگر به دو جسم متفاوت ضربه بزنید و به این ترتیب نیرویی به آن‌ها اعمال کنید، جسم سنگین‌تر آهسته‌تر حرکت خواهد کرد. در مقابل اجسامی سقوط را با سرعت یکسانی شروع می‌کنند همواره سرعت یکسانی خواهند داشت. این ویژگی منحصر به فرد گرانش یکی از انگیزه‌های مطرح شدن نظریه نسبیت عام اینشتین بود.

گالیله همچنین در مطالعاتش روی سقوط آزاد متوجه شد که شتاب این اجسام نیز ثابت است. او نشان داد که در سقوط آزاد، جسم با سرعت صفر شروع می‌کند و سرعتش با طی زمان افزایش می‌یابد. قبل از او تصور می‌شد که جسم در ابتدای سقوط سرعتی متناسب با وزنش به دست می‌آورد که تا آخر ثابت است. با اندازه‌گیری موقعیت یک توپ در بازه‌های زمانی مساوی گالیله متوجه شد که فاصله با مجذور زمان افزایش می‌یابد.

فاطمه مسیب‌پور


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *