们现在关于物体运动
观念来自于伽利略和牛顿。在他们之前,人们相信亚里士多德,他说物体
自然状态是静止
,并且只在受到力或冲击作用时才运动。这样,重
物体比轻
物体下落得更快,因为它受到更大
力将其拉向地球。
亚里士多德传统观点还以为,人们用纯粹思维可以找出制约宇宙
定律:不必要用观测去检验它。所以,伽利略是第
个想看看不同重量
物体是否确实以不同速度下落
人。据说,伽利略从比萨斜塔上将重物落下,从而证明
亚里士多德
信念是错
。这故事几乎不可能是真
,但是伽利略
确做
些等同
事——将不同重量
球从光滑
斜面上滚下。这情况类似于重物
垂直下落,只是因为速度小而更容易观察而已。伽利略
测量指出,不管物体
重量是多少,其速度增加
速率是
样
。例如,在
个沿水平方向每走10米即下降1米
斜面上,你释放
个球,则1秒钟后球
速度为每秒1米,2秒钟后为每秒2米等等,而不管这个球有多重。当然,
个铅锤比
片羽毛下落得更快,那是因为空气对羽毛
阻力引起
。如果
个人释放两个不遭受任何空气阻力
物体,例如两个不同
铅锤,它们则以同样速度下降。航天员大卫·斯各特在月亮上进行
羽毛和铅锤实验。因为没有空气阻碍东西下落。
伽利略测量被牛顿用来作为他
运动定律
基础。在伽利略
实验中,当物体从斜坡上滚下时,它
直受到不变
外力(它
重量),其效应是它被恒定地加速。这表明,力
真正效应总是改变物体
速度,而不是像原先想像
那样,仅仅使之运动。同时,它还意味着,只要
个物体没有受到外力,它就会以同样
速度保持直线运动。这个思想是第
次被牛顿在1687年出版
《数学原理》
书中明白地叙述出来,并被称为牛顿第
定律。物体受力时发生
现象则由牛顿第二定律所给出:物体被加速或改变其速度,其改变率与所受外力成比例。(例如,如果力加倍,则加速度也将加倍。)物体
质量(或物质
量)越大,则加速度越小,(以同样
力作用于具有两倍质量
物体则只产生
半
加速度。)小汽车可提供
个熟知
例子,发动机
功率越大,则加速度越大,但是小汽车越重,则对同样
发动机加速度越小。
除他
运动定律,牛顿还发现
描述引力
定律:任何两个物体都相互吸引,其引力大小与每个物体
质量成正比。这样,如果其中
个物体(例如
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