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一 实验证明自由落体中轻重物体不能同时落地
2020-09-16 | 阅:  转:  |  分享 
  
一实验证明自由落体中轻重物体不能同时落地自由落体加速度本来是古希拉科学家亚里士多德总结了人们的日常观测结果而得出的一条公理。他提出
:物体下落的快慢是由物体本身的重量来决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。亦即重物要比轻物下落速度快。这一结论维持了两
千多年,一直与人们的观察结果相符。然而,四百年前,年仅26岁,还处于学生时代的伽利略突发奇想,对此提出质疑,认为,重物与轻物自由落
体加速度相同,也就是重物与轻物会同时落地。物体下落的加速度,既与物体的重量无关,也与物体的质量无关。据说,还在只有七层楼高的比萨钭
塔上作了实验。经后来考证,根本就没有做过这样的实验。伽利略还称:他用各种不同的材料做过很多实验,包括铁球与木球,都是同时落地。他还
在《两种新科学的对话》一书中,用偷换概念的办法,提出让8斤重的物体和4斤重的物体捆在一起下落来诘难亚里士多德。对此,北京相对论研究
会山西分会会长张树斌,在2011年由陕西科学技术出版社出版的《绝对相对力学》一书中提出,伽利略关于物体下落的加速度,既与物体的重量
无关,也与物体的质量无关的结论是错误的。也就是说,张树斌认为,重物与轻物自由落体加速度是不相同的,重物与轻物不会同时落地。即便是伽
利略真的在比萨钭塔上做过实验,也远远不足以说明亚里士多德关于物体下落速度和物体重量有关的结论是错误的。原因有三:只有七层楼高的比萨
钭塔太低,因为,自由落体与地球磁场的引力有关。与地球相比,七层楼高的比萨钭塔微不足道,显现不出引力对重物与轻物的不同引力效果来。其
实,美国宇航员大卫.斯科特,在月球上用手扔到地面的一根羽毛和一把铁榔头同时落地,也是这个道理。这与我们在地球上用手把一根羽毛和一把
铁榔头扔到地面上,看不出谁快谁慢是一样的道理。也与我们用一米多的真空管比较不同物体下落速度是一个的道理。实验物选取不当。仅用大铁球
与小铁球作实验,一方面二者承受的空气阻力不同;同时,铁本身有磁性,地球磁场对铁球敏感。用手抛球不科学,无法说明两球初始下落时间的同
时性。由于上述原因,导致伽利略的比萨钭塔实验不足取。然而,可悲的是物理学教科书至今仍把伽利略错误的自由落体结论,传授给学生,以致一
代又一代地误人子弟。更为严重的是这些学生或学生的学生,一旦成为物理学专家、学者、教授,又会以相同的错误观念评判新发现的物理学新思想
。结果是导致整个理论物理学处于几百年毫无进展,甚至矛盾重重,二律背反现象非常严重的尬尴局面。为了匡正物理学教科书的错误,我们经过很
长时间的实验前期准备工作,终于完成了自由落体加速度的实验。1实验高度:第一次公开实验是在十八层楼,标高75.3米;第二次实验是在十
层楼,标高33.37米。单球计时实验是在三层楼,标高11.37米。(量具为:100米手持式激光测距仪,品牌:keleir佧镭)2
实验物:铁球:大铁球(直径100mm,重4000克;直径95mm,重3000克各一颗)小铁球(直径53.5mm,重700克)实心
球:重2000克,直径130mm;重1000克,直径95mm各一颗尼龙球:重600克,直径95mm,重100克,直径40mm各一颗
木球(直径95mm,重200克,直径40mm,重100克各一颗)(量具:a:上海恒量游标卡尺0—300mm。b:hy-3208电子
称,最大称重30kg,最小称重200g)(第一次公开实验物)(第二次公开实验物)(从4000克到70
0克不同重量的铁球)(200克和100克的木球)(2000克和1000克的实心球)(700克的空心铁球)(600克和10
0克的尼龙球)3自由落体实验机械装制:(两铁框分别为105mm,保证了95mm的两球可以顺暢下落。铁框底部有铁板与开关,两
开关与同一总开关相连)(朩板长度:两米)4实验结果第一部分排除空气阻力的实验(同体积、同形状、不同重量物是否同时落地实验)实验
一:95mm,3000克铁球与95mm,200克木球,(铁球先落地,木球后落地)实验二:95mm,3000克铁球与95mm,600
克尼龙球(铁球先落地,尼龙球后落地)实验三:95mm,600克尼龙球与95mm200克木球(尼龙球先落地,木球后落地)实验
四:53.5mm,700克实心铁球与53.5mm,200克空心铁球(实心铁球先落地,空心铁球后落地)第二部分同密度、不同重量物是否
同时落地实验实验五:4000克大铁球与700克小铁球(几乎同时落地)实验六:600克大尼龙球与100克小尼龙球(600克大尼龙球先
落地,100克小尼龙球后落地)第三部分同重量、不同比重、不同体积物是否同时落地实验实验七:200克空心铁球与200克木球(空心铁球
先落地,木球后落地)第四部分单球计时第一秒速度实验八:4000克铁球(三台秒表同时计时平均)9.2米/第一秒实验九:3
000克大铁球(三台秒表同时计时平均)9.16米/第一秒实验十:1000克实心球(三台秒表同时计时平均)8.51米/第一秒实验十一
;700克铁球(三台秒表同时计时平均)8.39米/第一秒实验十二;600克尼龙球(三台秒表同时计时平均)8.18米/第一秒实验十三
;200克木球(三台秒表同时计时平均)7.95米/第一秒5截图6本实验的科学性本实验与伽利略的比萨斜
塔实验相比,具有明显的科学性:提高了实验高度。伽利略在比萨斜塔的第七层上做,而且,无标高,未知准确高度。本实验在十八层楼顶,标高7
5.3米,十层楼顶做,标高75.3米。能够更准确地看到地球磁场对下落物的引力作用。2改进了下落物。伽利略比萨斜塔实险,用的是大
小不同的两个铁球。这样,难以避免空气对两个铁球的不同阻力而导致的实验不科学性。这是后来提出抽真空实验的原因。而本实验用的是体积相同
,质量不同的两个球。这样,二者空气阻力相同,避免了因空气阻力不同而导致的对实验物造成的不同影响。3伽利略当时在比萨斜塔上是用手
往下抛球,这是物理实验严格禁止的事情。因为,它无法说明初始下落时间是否相同。而本实验用的是机械装置,绝对保证了初始下落时间的相同性
。本实验作了同体积、同形状,不同重量和同密度、不同重量及同重量、不同密度的各种类型的全方位实验。仅两次公开实验就反复作了十三组实验。本实验具有可重复性,任何时间、任何人、任何地点都可以做。(看是否同时落地以二十层楼左右为宜,计第一秒的下落距离以三层楼为宜)
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(本文系hulijuan348...首藏)