比萨斜塔两个铁球为什么同时落地,比萨斜塔两个铁球同时落地是哪年

首页 > 文化 > 作者:YD1662025-04-25 11:27:49

16世纪时,意大利科学家伽利略在比萨斜塔上做了一个著名的实验:他站在斜塔上,左手拿着一个一磅重的铁球,右手拿着一个十磅重的铁球。保持相同的高度,然后同时松开左手和右手。两个铁球自由落体。“嘭~”只见两个铁球同时落地,周围的人们发出喝彩声。

比萨斜塔两个铁球为什么同时落地,比萨斜塔两个铁球同时落地是哪年(1)

伽利略的观点是“质量不同的两个物体,在同样的高度,忽略空气阻力的情况下,自由落体,它们将同时落地。” 伽利略解释:“如果10磅重的铁球比1磅重的铁球先着地是正确的,那么把这两个铁球拴在一起,落得慢的就会拖住落得快的,落下的速度应当比10磅重的铁球慢;但是,如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体,就有11磅重,落下的速度应当比10磅重的铁球快。这样,从一个事实中却可以得出两个相反的结论,这怎么解释呢? ”

首先,伽利略的解释有问题。

“把两个铁球拴在一起”,就是把两个铁球看作一个整体了,那这个“整体”有11磅重,这个11磅重的“整体”有自己的一个下落速度。

然后伽利略说“把这两个铁球拴在一起,落得慢的就会拖住落得快的”,伽利略这句话有严重的问题,“落得慢的就会拖住落得快的” 说明伽利略此时并没有把这两个铁球看成一个整体,因为既然它们是一个整体了,你就不能把它们分开来说了。

就像十磅重的铁球是由一磅重的铁和9磅重的铁融合而成的,你能说“十磅重的铁球中那一磅重的铁拖住了那9磅重的铁”吗?

说“两个铁球拴在一起有11磅重”,把两个铁球看成一个整体,说“落得慢的就会拖住落得快的 ” ,没有把两个铁球看成一个整体。 所以伽利略的解释本身就是矛盾的。所以伽利略的解释不成立。

另外,假设伽利略站在斜塔上,两个铁球距离地面的高度是100米,忽略空气阻力,重力加速度是9.8米/秒^2 。两个铁球下落到地面只需要4.5秒。这么短的时间,即使两个铁球落到地面的时间有差别,人们也感知不到。

那么重点来了,在忽略空气阻力的情况下,1磅重的铁球和10磅重的铁球在同样的高度同时自由落体,会同时到达地面吗?

我的答案是:会同时到达地面。即它们到达地面的时间是相同的。

比萨斜塔两个铁球为什么同时落地,比萨斜塔两个铁球同时落地是哪年(2)

但是,但是,如果上面这个实验分开来做,忽略空气阻力,让1磅重的铁球在一定的高度自由落体,落地。然后再让10磅重的铁球在相同的高度自由落体,落地。那么它们落地所用的时间是不同的,10磅重的铁球用的时间短,1磅重的铁球用的时间长。

如图:(忽略空气阻力)1磅重的铁球和10磅重的铁球大小相同(可以把1磅重的铁球铸成空心的),它们距离地面的高度相同,都是100米。

万事万物都有万有引力,铁球也有万有引力。

铁球和地球是互相吸引的。铁球落向地球,同时地球也会向铁球运动,不管这个运动的速度有多么慢,距离有多么小,但这个事实是确实存在的。

10磅重的铁球对地球有万有引力,地球便会“奔跑”向它,设“奔跑”的速度是a米/秒。

1磅重的铁球对地球也有万有引力,地球也会“奔跑”向它,设“奔跑”的速度是b米/秒。

质量越大的物体,产生的万有引力越大。所以10磅重的铁球对地球产生的万有引力要大于1磅重的铁球对地球产生的万有引力。

所以a米/秒 大于 b米/秒 。

10磅重的铁球和1磅重的铁球受到的重力加速度是相同的,都是9.8米/秒,所以它们“奔跑”向地球的速度是相同的。

但地球“奔跑”向两铁球的速度却不同,“奔跑”向10磅重的铁球的速度快一点。

所以地球和10磅重的铁球相遇所用的时间短一些。地球和1磅重的铁球相遇所用的时间长一些。

即10磅重的铁球落地用的时间短,1磅重的铁球落地用的时间长。

以上是两个铁球分别自由落体,实验分开做的结果。

如果两个铁球同时下落,那么它们受到的重力加速度都是9.8米/秒,下落的速度是相同的,地球又以一定的速度“奔”向它们。所以它们和地球同时相遇。即同时到达地球。

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