Земно притегляне
Галилео изучава такива физически понятия катогравитация иускорение при свободно падане. Той обърна внимание на факта, че всяко падащо тяло първо лети бавно, а след това все по-бързо и по-бързо - движението му се ускорява.
Експериментите на Галилей
Ученият искаше да измери колко точно се ускорява падането, тоест колко се увеличава скоростта на падащ обект всяка секунда. Но как да направите такива измервания? Пускането на топки от висока кула е безполезно (за повече подробности: Галилей за свободното падане на телата): те падат твърде бързо, а Галилей нямаше какво да измерва кратки периоди от време - тогава не съществуваха часовници с хронометър.
Опитите на Галилей се състоеха в това, че ученият реши да забави падането, така че да стане достъпно за измерване с оскъдните си средства. Да предположим, реши Галилей, че топката се търкаля по наклонен жлеб. Ако наклонът е малък, топката ще се търкаля толкова бавно, че можете да проследите промяната в нейната скорост.
Галилео взе дъска с дебелина три пръста и дължина дванадесет лакътя (по нашите измервания това е около седем метра), постави я на ръба и изряза жлеб по цялата дъска. Той залепи жлеба с най-гладкия пергамент и внимателно изглади и полира пергамента, така че малката бронзова топка да се търкаля по жлеба без намеса.
Въпреки това, за измервания, той все още се нуждаеше от часовник. Тогава имаше някакъв часовник, но с много несъвършен механизъм. Съвременникът на Галилей, астрономът Тихо Брахе, купува механичен часовник за своята обсерватория, но почти не го използва. Те бяха изключително капризни и ненадеждни.
Галилео направи домашен воден часовник
С една дума, Галилей не е имал часовник. Такова препятствиеРазбира се, това не можеше да го спре.Галилео направи домашен воден часовник. Взел една кофа, пробил дупка в дъното й и сложил чаша под нея. Галилео наля вода в кофата и запуши дупката.
По време на експериментите ученият пуска топката по улея с една ръка, а с другата контролира часовника си: пуска топката и отваря дупката и щом топката достигне желаната линия, той запушва дупката и изважда стъклото с вода, която тече в него. Галилей претегли чаша и определи интервалите от време според количеството вода, събрана в нея. Той шеговито каза:
„Секундите ми са мокри, но мога да ги претегля.
Разбира се, с този метод за измерване на времето беше много лесно да се направи грешка. За да намали мащаба на възможна грешка, Галилей повтаря всеки експеримент няколко пъти, опитвайки се да се обучи по такъв начин, че да може да отваря и затваря дупка в кофа с вода възможно най-бързо. В този труден бизнес ученият придоби голямо умение.
Първо, Галилей изстреля топката от горния край на наклонения улей, така че тя да се търкаля по цялата си дължина. В този случай пълна чаша беше пълна с вода. Тогава Галилео маркира жлеба по дължината на четири равни части и започна да забелязва времето, през което топката измина само една четвърт от целия път. В същото време се събра само половин чаша вода - точно наполовина, отколкото в първия случай.
След това ученият търкулнал топката от средата на улука, тоест оставил я да изтече до половината и отново претеглил течащата вода.
Галилео направи няколкостотин такива експеримента и се увери, че падането на топка по наклонен улей не е просто ускорено движение, а равномерно ускорено:
- Скоростта на падащата топка се увеличава равномерно - тя пристига всяка секунда, така да се каже, на равни порции. Свободно паданеобекти се случва по същия закон.
Самият Галилей обаче не успя да измери точно колко се увеличава скоростта на падащите обекти - той направи грешка, която намали ускорението точно наполовина. Тази грешка на Галилей беше коригирана от други учени. Сега е установено, че свободно падащо тяло ускорява движението си с 9,81 метра в секунда за една секунда. Стойността от 9,81 метра в секунда се нарича гравитационно ускорение.