Podle životopisu Galilea Galileiho , který napsal jeho žák Vincenzo Viviani , provedl Galileo v roce 1589 experiment shozením dvou koulí různých hmotností ze slavné šikmé věže v Pise , aby prokázal, že doba pádu nezávisí na hmotnosti koule. [1] . S tímto experimentem Galileo údajně objevil, že těla padala téměř současně, čímž vyvracel Aristotelovu teorii , která tvrdila, že rychlost pádu byla úměrná hmotnosti těla. V době, kdy podle Vivianiho popisu prováděl Galileo svůj experiment, ještě neformuloval konečnou verzi svého zákona volného pádu [1] [2] .
Přestože příběh o Galileových pokusech na šikmé věži v Pise vstoupil do vědeckého folklóru, ve spisech samotného Galilea není o těchto pokusech žádná zmínka a většina historiků vědy má sklon věřit, že šlo pouze o myšlenkový experiment , který ve skutečnosti nebyl provedeno [3] [4] . Jedinou výjimkou je postoj Drakea, který se domnívá, že Galileův experiment skutečně proběhl přibližně v podobě, kterou popisuje Viviani [1] .
Jedním z prvních, kdo vyvrátil Aristotelovo tvrzení, byl holandský vědec Simon Stevin . Dá se předpokládat, že jeho výsledky byly Galileovi známy.
Galileo takto popisuje slavný myšlenkový experiment ve své knize On Motion [5] .
Představte si dva předměty, z nichž jeden je těžší než druhý, spojené lanem k sobě a shoďte tento svazek z věže. Pokud předpokládáme, že těžké předměty skutečně padají rychleji než lehké a naopak, pak lehký předmět bude muset pád těžkého zpomalit. Ale protože je dotyčný systém jako celek těžší než jeden těžký předmět, musí padat rychleji než on. Dostáváme se tak k rozporu , ze kterého vyplývá, že výchozí předpoklad (těžké předměty padají rychleji než lehké) je mylný.
Vzhledem k nedokonalosti tehdejšího měřícího zařízení bylo téměř nemožné studovat volný pád těles. Při hledání způsobu, jak snížit rychlost pohybu, nahradil Galileo volný pád kutálením se po nakloněné ploše, kde byly mnohem nižší rychlosti a odpor vzduchu. Bylo zjištěno, že v průběhu času se rychlost pohybu zvyšuje - těla se pohybují se zrychlením. Došlo se k závěru, že rychlost a zrychlení nezávisí ani na hmotnosti, ani na materiálu koule.
Za předpokladu, co by se stalo v případě volného pádu těles ve vakuu, odvodil Galileo pro ideální případ následující zákony pro pád těles:
Vědec také poznamenal: pokud spojíte dva nakloněné povrchy tak, že po svinutí jednoho z nich se míč zvedne podél druhého a zvedne se do stejné výšky, ze které se začal pohybovat, bez ohledu na sklon každého z povrchů. .
Galileo ověřil, že jím získané zákony valení jsou kvalitativně nezávislé na úhlu sklonu roviny, a proto je lze rozšířit i na případ pádu. Konečný závěr Galilea z jeho poslední knihy: rychlost pádu se zvyšuje úměrně s časem a dráha se zvyšuje úměrně druhé mocnině času.
| Galileo Galilei | ||
|---|---|---|
| Biografie a vědecké úspěchy | Galileovský proces • Únik Galileových hodin • Galileovské satelity • Galileovské transformace • Zkoumání padajících těles • Termoskop • Celaton • Galileovský paradox | |
| Sborník | Assayer • Dialog o dvou hlavních systémech světa • Sidereus Nuncius • Konverzace a matematické důkazy dvou nových věd | |
| Rodina | Vincenzo Galilei (otec) • Michelangelo Galilei (bratr) • Vincenzo Gamba (syn) • Maria Celesta (dcera) • Marina Gamba (manželka) | |