Galileo Galilei dan hukum jatuh bebasnya

Itu Hukum jatuh bebas Galileo Galilei menetapkan bahwa jarak yang ditempuh oleh tubuh yang dilepaskan secara bebas dari ketinggian tertentu, sebanding dengan kuadrat waktu yang dihabiskan untuk menempuhnya.

Dan karena waktu hanya tergantung pada ketinggian, semua tubuh mencapai tanah pada saat yang sama, terlepas dari massa mereka, ketika mereka dijatuhkan dari ketinggian yang sama.

Galileo, salah satu ilmuwan paling cerdas sepanjang masa, lahir di kota Pisa Italia pada tahun 1564.

Pada waktu itu, kepercayaan Aristotelian tentang sifat gerakan ini dibagikan oleh sebagian besar komunitas ilmiah. Aristoteles (384-322 a.C.) Dia adalah pemikir yang luar biasa dari Yunani kuno, yang telah mencerminkan keyakinannya tentang sains dalam 200 karya yang dia yakin dia tulis sepanjang hidupnya.

Hanya 31 dari karya -karya itu yang datang ke hari ini, dan di dalamnya filsuf Yunani menjelaskan visinya tentang alam, yang dikenal sebagai Fisika Aristotelian. Salah satu dalilnya adalah sebagai berikut: Ketika dua tubuh dijatuhkan dari ketinggian yang sama, yang terberat selalu mencapai tanah terlebih dahulu.

Aristoteles menyatakan bahwa benda -benda terberat datang ke tanah terlebih dahulu, tetapi Galileo menunjukkan bahwa tidak demikian. Sumber: Wikimedia Commons.

Galileo menguji kepercayaan yang mengakar ini dan dengan itu memulai pengembangan sains berdasarkan eksperimen, revolusi yang membuat umat manusia mengambil langkah pertama di luar bumi, dan memperluas alam semesta yang diketahui dengan ukuran yang tidak terduga.

[TOC]

Eksperimen Galileo

Potret Galileo Galilei

Saat ini mereka mengajari kita bahwa semua objek, terlepas dari massa mereka, mencapai tanah pada saat yang sama ketika mereka menjatuhkannya dari ketinggian tertentu. Ini karena semua orang tanpa kecuali bergerak dengan akselerasi yang sama: bahwa gravitasi. Tentu saja, selama perlawanan udara dihina.

Dapat melayani Anda: pelebaran termal

Kita dapat melihatnya menjatuhkan secara bersamaan dan dari ketinggian yang sama dengan objek yang berat dan ringan, misalnya sebuah batu dan selembar kertas keriput, dan kita akan melihat bagaimana mereka mencapai tanah pada saat yang sama.

Ketika benda tidak memiliki gesekan udara secara bersamaan

Galileo di Torre de Pisa

Galileo bertekad untuk menguji kepercayaan Aristotelian melalui eksperimen yang cermat dan pengembangan matematika. Legenda itu menegaskan bahwa itu menjatuhkan benda -benda dari atas menara terkenal yang cenderung dari Pisa, mengukur waktu yang dibutuhkan untuk jatuh ke masing -masing.

Dipertanyakan bahwa Galileo secara tegas mengunggah ke atas menara untuk tujuan ini, karena dalam hal apa pun pengukuran akurat dari waktu yang singkat -sekitar 3.4 s- dengan jam tangan waktu itu tidak mungkin.

Tetapi dikatakan bahwa pada satu kesempatan Galileo menyatukan banyak orang di kaki menara untuk memverifikasi sendiri, pada dasarnya, dua badan massa yang berbeda mencapai tanah pada saat yang sama.

Namun, fisikawan Italia mencatat dalam buku -bukunya dari eksperimen lain untuk mempelajari gerakan ini dan dengan demikian mencari tahu bagaimana hal -hal bergerak.

Di antaranya adalah orang -orang dari pendulum sederhana, yang terdiri dari menggantung banyak tali dan membiarkannya terayak dan bahkan beberapa di mana ia mencoba mengukur kecepatan cahaya (tanpa keberhasilan).

Pendulum terpotong

Di antara banyak percobaan Galileo adalah salah satu di mana ia menggunakan pendulum, di mana ia menempatkan cengkeh di beberapa titik perantara antara awal gerakan dan posisi terendah.

Dengan ini ia bermaksud untuk memotong pendulum, yaitu, mempersingkatnya. Setelah pendulum mencapai kuku, ia dikembalikan ke titik awal, yang berarti bahwa kecepatan pendulum hanya tergantung pada ketinggian yang dilepaskan, dan bukan pada massa yang tergantung dari pendulum.

Eksperimen ini menginspirasi yang berikutnya, salah satu yang paling terkenal yang dilakukan oleh fisikawan yang hebat dan melaluinya ia menetapkan prinsip -prinsip kinematika.

Itu dapat melayani Anda: kompresibilitas: padatan, cairan, gas, contoh

Bereksperimen dengan bidang miring

Eksperimen yang mengarahkan Galileo ke perumusan hukum jatuh bebas adalah bahwa bidang yang miring, di mana ia membiarkan bidang memimpin dari ketinggian yang berbeda dan dengan kecenderungan yang berbeda. Dia juga terbukti meningkatkan bidang untuk naik dan mengukur ketinggian yang mereka capai.

Dengan demikian ia menunjukkan bahwa semua tubuh jatuh dengan akselerasi yang sama selama gesekan tidak campur tangan. Ini adalah situasi yang ideal, karena gesekan tidak pernah hilang sepenuhnya. Namun, bidang kayu yang dipoles cenderung merupakan pendekatan yang baik.

Mengapa Galileo memutuskan untuk menggunakan pesawat miring jika yang dia inginkan adalah melihat bagaimana mayat -mayat itu jatuh?

Sangat sederhana: karena tidak ada jam tangan yang tepat untuk mengukur waktu jatuh secara akurat. Lalu dia mengalami kejadian yang cemerlang: untuk membuat jatuh itu lebih lambat, "melembutkan" gravitasi melalui perangkat.

Langkah -langkah percobaan

Galileo melakukan urutan berikut dan mengulanginya "sekitar seratus kali" untuk memastikan, katanya dalam bukunya Dialog tentang dua ilmu baru:

-Dia mengambil pesawat kayu yang ditarik sekitar 7 m panjangnya, yang telah menugaskan tukang kayu, dan meletakkannya dengan sudut kecenderungan tertentu tidak terlalu besar.

-Dia mengecewakan bola pada jarak tertentu.

-Saya mengukur waktu perjalanan.

-Mengulangi di atas dengan meningkatnya kecenderungan.

Pengamatan Galileo

Galileo mengamati bahwa, terlepas dari sudut kecenderungan:

-Kecepatan bola meningkat pada laju konstan -akselerasi-.

-Jarak yang ditempuh sebanding dengan kuadrat waktu yang digunakan.

Dan dia menyimpulkan bahwa ini juga akan terpenuhi jika jalannya vertikal, yang tentu saja berjumlah jatuh bebas.

Rumus

Jika D adalah jarak dan T adalah waktu, pengamatan Galileo, dalam bentuk matematika, dapat diringkas dalam:

d ∝ t²

Hari ini kita tahu bahwa konstanta proporsionalitas yang diperlukan untuk menetapkan kesetaraan adalah ½ g, di mana G adalah nilai percepatan gravitasi, untuk mendapatkan:

Dapat melayani Anda: Jaringan Bravais: Konsep, Karakteristik, Contoh, Latihan

D = ½ gt²

Nilai G yang diterima hari ini adalah 9.81 m/s².

Dua pesawat miring dihadapkan

Galileo tidak hanya membiarkan bola menurun di pesawat, ia juga menghadapi dua pesawat yang miring untuk melihat seberapa jauh bola yang dibiarkan meluncur.

Dan dia menemukan bahwa bola berhasil naik ke ketinggian yang sama. Kemudian sudut kemiringan latar belakang menurun, seperti yang ditunjukkan pada gambar yang lebih rendah, sampai benar -benar horizontal.

Jika tidak ada gesekan, bola bergerak tanpa batas waktu. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam semua kasus bola mencapai ketinggian yang mirip dengan keberangkatan. Dan ketika latar belakang menjadi horizontal, bola bisa bergerak tanpa batas, kecuali jika gesekan perlahan -lahan menghentikannya.

Kontribusi Eksperimen Galileo

Galileo dipertimbangkan, bersama dengan Isaac Newton, bapak fisika. Ini adalah beberapa kontribusi untuk sains dari eksperimen mereka:

-Konsep percepatan, mendasar dalam studi tentang kinematika tubuh, dengan cara ini Galileo meletakkan fondasi gerakan yang dipercepat, dan dengan itu dari mekanik, yang nantinya akan memperkuat Isaac Newton dengan tiga undang -undangnya.

-Dia juga menyoroti pentingnya gaya gesekan, kekuatan yang tidak pernah dipertimbangkan Aristoteles.

-Galileo menunjukkan bahwa aksi kontinu dari suatu kekuatan untuk mempertahankan pergerakan tubuh tidak diperlukan, karena dengan tidak adanya gesekan, bola terus bergerak tanpa batas waktu melalui permukaan bidang bidang.

Referensi

1. Álvarez, J. L. Fenomena jatuhnya tubuh. Majalah Fisika Meksiko. Pulih dari: scielo.org.
2. Hewitt, Paul. 2012. Ilmu Fisik Konseptual. Ke -5. Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, l. 2010. Fisika: Pandangan Dunia Konseptual. 7. Edisi. Cengage.
4. Meléndez, r. 2020. Percobaan yang dilakukan Galileo. Pulih dari: elbierzodigital.com.
5. Pérez, J. 2015. Eksperimen dengan bola miring dan rencana. Diperoleh dari: CulturAcientifica.com.
6. Ponce, c. 2016. Galileo Galilei dan hukum jatuh bebasnya. Pulih dari: bestiariaTopologico.Blogspot.com.