Ako padajú telá za normálnych podmienok. Objavenie zákonov voľného pádu

Voľný pád je jedným z najzaujímavejších fyzikálnych javov, ktorý priťahuje pozornosť vedcov a filozofov už od staroveku. Navyše je to jeden z tých procesov, s ktorými môže experimentovať každý školák.

Aristotelov "filozofický omyl"

Prví, ktorí sa podujali na vedecké zdôvodnenie javu, ktorý je dnes známy ako voľný pád, boli starovekí filozofi. Oni, prirodzene, nerobili žiadne experimenty a experimenty, ale snažili sa to charakterizovať z hľadiska ich vlastného filozofického systému. Najmä Aristoteles tvrdil, že ťažšie telesá padajú na zem väčšou rýchlosťou, vysvetľujúc to nie fyzikálnymi zákonmi, ale iba túžbou všetkých objektov vo vesmíre po poriadku a organizácii. Je zaujímavé, že neboli predložené žiadne experimentálne dôkazy a toto tvrdenie bolo vnímané ako axióma.

Galileov príspevok k štúdiu a teoretickému zdôvodneniu voľného pádu

Stredovekí filozofi spochybňovali Aristotelov teoretický postoj. Bez toho, aby to dokázali v praxi, si boli istí, že rýchlosť, ktorou sa telesá pohybujú smerom k zemi, bez zohľadnenia vonkajších vplyvov, zostáva rovnaká. Práve z týchto pozícií veľký taliansky vedec G. Galileo zvažoval voľný pád. Po vykonaní početných experimentov dospel k záveru, že rýchlosť pohybu napríklad medených a zlatých guľôčok smerom k zemi je rovnaká. Jediná vec, ktorá bráni jeho vizuálnej inštalácii, je prítomnosť odporu vzduchu. Ale aj v tomto prípade, ak zoberiete telesá s dostatočne veľkou hmotnosťou, pristanú na povrchu našej planéty približne v rovnakom čase.

Základné princípy voľného pádu

Zo svojich experimentov urobil Galileo dva dôležité závery. Po prvé, rýchlosť pádu absolútne akéhokoľvek telesa, bez ohľadu na jeho hmotnosť a materiál, z ktorého je vyrobené, je rovnaká. Po druhé, zrýchlenie, s ktorým sa daný objekt pohybuje, zostáva konštantné, to znamená, že rýchlosť sa zvyšuje o rovnakú hodnotu počas rovnakých časových období. Následne sa tento jav nazval voľný pád.

Moderné výpočty

Avšak aj sám Galileo pochopil relatívne obmedzenia svojich experimentov. Koniec koncov, bez ohľadu na to, aké telá vzal, nebol schopný zabezpečiť, aby narazili na zemský povrch v rovnakom čase: v tých dňoch bolo nemožné bojovať proti odporu vzduchu. Až s príchodom špeciálneho zariadenia, pomocou ktorého bol vzduch z rúrok úplne odčerpaný, bolo možné experimentálne dokázať, že voľný pád skutočne prebieha. V kvantitatívnom vyjadrení sa ukázalo, že je to približne 9,8 m/s^2, ale následne vedci dospeli k záveru, že táto hodnota sa líši, aj keď extrémne mierne, v závislosti od výšky objektu nad zemou, ako aj od geografických podmienok. .

Pojem a význam voľného pádu v modernej vede

V súčasnosti všetci vedci zastávajú názor, že voľný pád je fyzikálny jav pozostávajúci z rovnomerne zrýchleného pohybu telesa umiestneného v bezvzduchovom priestore smerom k povrchu zeme. V tomto prípade je absolútne jedno, či toto telo dostalo nejaké vonkajšie zrýchlenie alebo nie.

Univerzalizmus a stálosť sú najdôležitejšie charakteristiky tohto fyzikálneho javu

Univerzálnosť tohto javu spočíva v tom, že rýchlosť voľného pádu človeka alebo vtáčieho peria vo vákuu je úplne rovnaká, to znamená, že ak začnú v rovnakom čase, dostanú sa aj na povrch zeme. v rovnakom čase.

Voľný pád je pohyb telies len pod vplyvom zemskej gravitácie (pod vplyvom gravitácie)

V podmienkach Zeme sa pád telies považuje za podmienene voľný, pretože Keď teleso padá vo vzduchu, vždy existuje sila odporu vzduchu.

Ideálny voľný pád je možný len vo vákuu, kde nie je odpor vzduchu a bez ohľadu na hmotnosť, hustotu a tvar padajú všetky telesá rovnako rýchlo, t.j. v každom okamihu majú telesá rovnakú okamžitú rýchlosť a zrýchlenie.

Ideálny voľný pád telies v Newtonovej trubici môžete pozorovať, ak z nej pumpujete vzduch pomocou pumpy.

V ďalšom uvažovaní a pri riešení problémov zanedbávame silu trenia o vzduch a pád telies v pozemských podmienkach považujeme za ideálne voľný.

GRAVITAČNÉ ZRÝCHLENIE

Počas voľného pádu všetky telesá v blízkosti povrchu Zeme, bez ohľadu na ich hmotnosť, nadobúdajú rovnaké zrýchlenie, ktoré sa nazýva gravitačné zrýchlenie.
Symbol pre gravitačné zrýchlenie je g.

Gravitačné zrýchlenie na Zemi sa približne rovná:
g = 9,81 m/s2.

Gravitačné zrýchlenie smeruje vždy do stredu Zeme.

V blízkosti povrchu Zeme sa veľkosť gravitačnej sily považuje za konštantnú, preto voľný pád telesa je pohyb telesa pod vplyvom konštantnej sily. Voľný pád je preto rovnomerne zrýchlený pohyb.

Vektor gravitácie a ním vytvorené gravitačné zrýchlenie smeruje vždy rovnako.

Všetky vzorce pre rovnomerne zrýchlený pohyb sú použiteľné pre voľne padajúce telesá.

Veľkosť rýchlosti pri voľnom páde telesa v ľubovoľnom čase:

pohyb tela:

V tomto prípade namiesto zrýchlenia A, gravitačné zrýchlenie je zavedené do vzorcov pre rovnomerne zrýchlený pohyb g= 9,8 m/s2.

V podmienkach ideálneho pádu sa telesá padajúce z rovnakej výšky dostanú na povrch Zeme, majú rovnakú rýchlosť a strávia rovnaký čas padaním.

Pri ideálnom voľnom páde sa teleso vracia na Zem rýchlosťou rovnajúcou sa veľkosti počiatočnej rýchlosti.

Čas pádu telesa sa rovná času, keď sa pohybuje nahor od momentu hodu po úplné zastavenie v najvyššom bode letu.

Len na zemských póloch padajú telesá striktne vertikálne. Vo všetkých ostatných bodoch planéty sa trajektória voľne padajúceho telesa odchyľuje na východ v dôsledku Cariolisovej sily, ktorá vzniká v rotujúcich systémoch (t. j. je ovplyvnený vplyv rotácie Zeme okolo jej osi).

VEDELI STE

AKÝ JE PÁD TIEL V SKUTOČNÝCH PODMIENKACH?

Ak strieľate z pištole kolmo nahor, potom, berúc do úvahy silu trenia so vzduchom, guľka voľne padajúca z akejkoľvek výšky nadobudne rýchlosť maximálne 40 m/s na zem.

V reálnych podmienkach sa v dôsledku prítomnosti trecej sily o vzduch mechanická energia telesa čiastočne premieňa na tepelnú energiu. Výsledkom je, že maximálna výška stúpania telesa sa ukáže byť menšia, než by mohla byť pri pohybe v bezvzduchovom priestore, a v ktoromkoľvek bode trajektórie počas klesania sa rýchlosť ukáže byť menšia ako rýchlosť pri stúpaní.

V prítomnosti trenia majú padajúce telesá zrýchlenie rovné g iba v počiatočnom momente pohybu. So zvyšujúcou sa rýchlosťou sa zrýchlenie znižuje a pohyb tela má tendenciu byť rovnomerný.

UROB TO SAMI

Ako sa správajú padajúce telesá v reálnych podmienkach?

Vezmite malý disk vyrobený z plastu, hrubej lepenky alebo preglejky. Vystrihnite kotúč rovnakého priemeru z obyčajného papiera. Zdvihnite ich, držte ich v rôznych rukách, do rovnakej výšky a súčasne ich uvoľnite. Ťažký disk padne rýchlejšie ako ľahký. Pri páde na každý disk pôsobia súčasne dve sily: sila gravitácie a sila odporu vzduchu. Na začiatku pádu bude výsledná gravitačná sila a sila odporu vzduchu väčšia pre teleso s väčšou hmotnosťou a zrýchlenie ťažšieho telesa bude väčšie. So zvyšujúcou sa rýchlosťou telesa sa zvyšuje sila odporu vzduchu a postupne sa rovná sile gravitácie; padajúce telesá sa začínajú pohybovať rovnomerne, ale rôznymi rýchlosťami (ťažšie teleso má vyššiu rýchlosť).
Podobne ako pri pohybe padajúceho kotúča možno uvažovať aj o pohybe padajúceho parašutistu pri zoskoku z lietadla z veľkej výšky.

Ľahký papierový kotúč položte na ťažší plastový alebo preglejkový kotúč, zdvihnite ich do výšky a zároveň uvoľnite. V tomto prípade padnú súčasne. Odpor vzduchu tu pôsobí iba na ťažký spodný disk a gravitácia udeľuje telesám rovnaké zrýchlenia bez ohľadu na ich hmotnosť.

TAKMER VTIP

Parížsky fyzik Lenormand, ktorý žil v 18. storočí, si zobral obyčajné dáždniky, zaistil konce lúčov a skočil zo strechy domu. Potom, povzbudený svojím úspechom, vyrobil špeciálny dáždnik s prúteným sedadlom a ponáhľal sa dole z veže v Montpellier. Dole bol obklopený nadšenými divákmi. Ako sa volá tvoj dáždnik? Padák! - Lenormand odpovedal (doslovný preklad tohto slova z francúzštiny je „proti pádu“).

ZAUJÍMAVÉ

Ak prevŕtate Zem a hodíte tam kameň, čo sa stane s kameňom?
Kameň spadne, naberie maximálnu rýchlosť v strede dráhy, potom zotrvačnosťou poletí ďalej a dosiahne opačnú stranu Zeme a jeho konečná rýchlosť sa bude rovnať počiatočnej. Zrýchlenie voľného pádu vo vnútri Zeme je úmerné vzdialenosti od stredu Zeme. Kameň sa bude pohybovať ako závažie na pružine, podľa Hookovho zákona. Ak je počiatočná rýchlosť kameňa nulová, potom sa perióda oscilácie kameňa v hriadeli rovná perióde otáčania satelitu blízko povrchu Zeme, bez ohľadu na to, ako je rovný hriadeľ vykopaný: cez stred Zeme alebo pozdĺž akejkoľvek struny.

V starovekom Grécku boli mechanické pohyby rozdelené na prirodzené a nútené. Pád tela na Zem sa považoval za prirodzený pohyb, nejakú inherentnú túžbu tela „na svoje miesto“,

Podľa myšlienky najväčšieho starovekého gréckeho filozofa Aristotela (384-322 pred n. l.) telo padá na Zem tým rýchlejšie, čím je jeho hmotnosť väčšia. Táto myšlienka bola výsledkom primitívnej životnej skúsenosti: pozorovania napríklad ukázali, že jablká a listy jabloní padajú rôznou rýchlosťou. Koncept zrýchlenia v starovekej gréckej fyzike chýbal.

Galileo sa narodil v Pise v roku 1564. Jeho otec bol talentovaný hudobník a dobrý učiteľ. Galileo do 11 rokov navštevoval školu, potom podľa vtedajšieho zvyku prebiehala jeho výchova a vzdelávanie v kláštore. Tu sa zoznámil s dielami latinských a gréckych spisovateľov.

Pod zámienkou vážneho očného ochorenia sa jeho otcovi podarilo zachrániť Galilea z múrov kláštora a dať mu dobré vzdelanie doma, čím ho uviedol do spoločnosti hudobníkov, spisovateľov a umelcov.

Vo veku 17 rokov vstúpil Galileo na univerzitu v Pise, kde študoval medicínu. Tu sa prvýkrát zoznámil s fyzikou starovekého Grécka, predovšetkým s dielami Aristotela, Euklida a Archimeda. Galileo sa pod vplyvom Archimedesových diel začal zaujímať o geometriu a mechaniku a opustil medicínu. Opúšťa univerzitu v Pise a štyri roky študuje matematiku vo Florencii. Tu sa objavili jeho prvé vedecké práce av roku 1589 Galileo získal katedru matematiky, najprv v Pise, potom v Padove. Počas padovského obdobia Galileovho života (1592-1610) dosiahli aktivity vedca svoj vrchol. V tejto dobe sa sformulovali zákony voľného pádu telies a princíp relativity, objavila sa izochronizmus kmitov kyvadla, vytvoril sa ďalekohľad a urobilo sa množstvo senzačných astronomických objavov (topografia Mesiaca, satelity Jupitera, štruktúra Mliečnej dráhy, fázy Venuše, slnečné škvrny).

V roku 1611 bol Galileo pozvaný do Ríma. Tu začal obzvlášť aktívny boj proti cirkevnému svetonázoru za schválenie novej experimentálnej metódy skúmania prírody. Galileo propaguje Kopernikov systém, čím si znepriatelí cirkev (v roku 1616 špeciálna kongregácia dominikánov a jezuitov vyhlásila Kopernikovo učenie za kacírske a jeho knihu zaradila na zoznam zakázaných kníh).

Galileo musel svoje nápady maskovať. V roku 1632 vydal úžasnú knihu „Dialóg o dvoch svetových systémoch“, v ktorej rozvíja materialistické myšlienky vo forme diskusie medzi tromi účastníkmi rozhovoru. „Dialóg“ však cirkev zakázala a autora postavili pred súd a 9 rokov považovali za „väzňa inkvizície“.

V roku 1638 sa Galileovi podarilo vydať v Holandsku knihu „Rozhovory a matematické dôkazy o dvoch nových odvetviach vedy“, ktorá zhrnula jeho dlhoročnú plodnú činnosť.

V roku 1637 oslepol, no pokračoval v intenzívnej vedeckej práci spolu so svojimi študentmi Vivianim a Torricellim. Galileo zomrel v roku 1642 a bol pochovaný vo Florencii v kostole Santa Croce vedľa Michelangela.

Galileo odmietol starogrécku klasifikáciu mechanických pohybov. Najprv predstavil koncepty rovnomerného a zrýchleného pohybu a začal študovať mechanický pohyb meraním vzdialeností a časov pohybu. Galileove pokusy s rovnomerne zrýchleným pohybom telesa po naklonenej rovine sa dodnes opakujú vo všetkých školách sveta.

Galileo venoval osobitnú pozornosť experimentálnemu štúdiu voľného pádu telies. Jeho experimenty na šikmej veži v Pise získali celosvetovú slávu. Podľa Vivianiho Galileo hodil z veže súčasne pol kilovú guľu a sto kilovú bombu. Na rozdiel od názoru. Aristotela dosiahli povrch Zeme takmer súčasne: bomba bola pred loptou len o niekoľko centimetrov. Galileo vysvetlil tento rozdiel prítomnosťou odporu vzduchu. Toto vysvetlenie bolo v tom čase zásadne nové. Faktom je, že od čias starovekého Grécka sa o mechanizme pohybu telies vytvorila nasledujúca myšlienka: pri pohybe telo zanecháva prázdnotu; príroda sa bojí prázdnoty (bol tu falošný princíp strachu z prázdnoty). Vzduch sa ponáhľa do prázdna a tlačí telo. Verilo sa teda, že vzduch telesá nespomaľuje, ale naopak zrýchľuje.

Ďalej Galileo odstránil ďalšiu stáročia starú mylnú predstavu. Verilo sa, že ak pohyb nie je podporovaný nejakou silou, musí sa zastaviť, aj keď neexistujú žiadne prekážky. Galileo prvýkrát sformuloval zákon zotrvačnosti. Tvrdil, že ak na teleso pôsobí sila, potom výsledok jej pôsobenia nezávisí od toho, či je teleso v pokoji alebo v pohybe. Pri voľnom páde na teleso neustále pôsobí gravitačná sila a výsledky tohto pôsobenia sa priebežne sčítavajú, pretože podľa zákona zotrvačnosti sa raz vyvolané pôsobenie zakonzervuje. Táto myšlienka je základom jeho logickej konštrukcie, ktorá viedla k zákonom voľného pádu.

Galileo určil gravitačné zrýchlenie s veľkou chybou. V Dialógu uvádza, že lopta spadla z výšky 60 m za 5 sekúnd. To zodpovedá hodnote g, ktorá je takmer polovicou skutočnej hodnoty.

Galileo, prirodzene, nemohol presne určiť g, pretože nemal stopky. Presýpacie hodiny, vodné hodiny alebo kyvadlové hodiny, ktoré vynašiel, neprispeli k presnému meraniu času. Gravitačné zrýchlenie celkom presne určil až Huygens v roku 1660.

Na dosiahnutie väčšej presnosti merania hľadal Galileo spôsoby, ako znížiť rýchlosť pádu. To ho priviedlo k experimentom s naklonenou rovinou.

Metodická poznámka. Keď hovoríme o Galileovej práci, je dôležité vysvetliť študentom podstatu metódy, ktorú použil na stanovenie prírodných zákonov. Najprv uskutočnil logickú konštrukciu, z ktorej vyplývali zákony voľného pádu. Ale výsledky logickej konštrukcie je potrebné overiť skúsenosťami. Len zhoda teórie so skúsenosťou vedie k presvedčeniu o platnosti zákona. Aby ste to dosiahli, musíte merať. Galileo harmonicky spojil silu teoretického myslenia s experimentálnym umením. Ako skontrolovať zákony voľného pádu, ak je pohyb taký rýchly a neexistujú nástroje na meranie malých časových úsekov?

Galileo znižuje rýchlosť pádu pomocou naklonenej roviny. V doske bola urobená drážka, vyložená pergamenom na zníženie trenia. Pozdĺž žľabu bola vypustená leštená mosadzná guľa. Na presné meranie času pohybu prišiel Galileo s nasledujúcim. Na dne veľkej nádoby s vodou sa urobil otvor, cez ktorý tiekol tenký pramienok. Bol odoslaný do malej nádoby, ktorá bola vopred zvážená. Časové obdobie bolo merané prírastkom hmotnosti plavidla! Spustenie lopty z polovice, štvrtiny atď. d. Dĺžka naklonenej roviny, Galileo zistil, že prejdené vzdialenosti sú spojené so štvorcami času pohybu.

Opakovanie týchto Galileových experimentov môže slúžiť ako predmet užitočnej práce v školskom fyzikálnom krúžku.

Z každodenného života vieme, že gravitácia spôsobuje, že telesá oslobodené od väzieb padajú na povrch Zeme. Napríklad bremeno zavesené na nite nehybne visí, no akonáhle sa niť odreže, začne klesať kolmo nadol a postupne zvyšuje rýchlosť. Lopta hodená kolmo nahor pod vplyvom zemskej gravitácie najskôr zníži svoju rýchlosť, na chvíľu sa zastaví a začne padať, pričom svoju rýchlosť postupne zvyšuje. Kameň hodený zvisle nadol tiež postupne zvyšuje svoju rýchlosť pod vplyvom gravitácie. Telo je možné hádzať aj pod uhlom k horizontále alebo horizontálne...

Väčšinou telesá padajú vo vzduchu, takže okrem gravitácie Zeme na ne vplýva aj odpor vzduchu. A môže to byť významné. Vezmime si napríklad dva rovnaké hárky papiera a po pokrčení jedného z nich spustíme oba hárky naraz z rovnakej výšky. Hoci je gravitácia pre oba listy rovnaká, uvidíme, že pokrčený list sa rýchlejšie dostane na zem. Stáva sa to preto, že odpor vzduchu je menší ako pri nepokrčenom papieri. Odpor vzduchu skresľuje zákony padajúcich telies, takže na štúdium týchto zákonov musíte najprv študovať pád telies pri absencii odporu vzduchu. To je možné, ak sa padajúce telesá vyskytujú v priestore bez vzduchu.

Aby ste sa uistili, že pri nedostatku vzduchu padajú rovnako ľahké aj ťažké telesá, môžete použiť Newtonovu trubicu. Ide o hrubostennú rúrku dlhú asi meter, ktorej jeden koniec je utesnený a druhý je vybavený kohútikom. Tuba obsahuje tri telá: peletku, kúsok penovej špongie a ľahké pierko. Ak sa trubica rýchlo prevráti, peleta spadne najrýchlejšie, potom špongia a pierko sa dostane na dno trubice ako posledné. Takto padajú telá, keď je v trubici vzduch. Teraz odčerpajme vzduch z trubice a zatvorením kohútika po napumpovaní trubicu opäť otočte, uvidíme, že všetky telesá padajú rovnakou okamžitou rýchlosťou a dosiahnu dno trubice takmer súčasne.

Pád telies v priestore bez vzduchu pod vplyvom samotnej gravitácie sa nazýva voľný pád.

Ak je sila odporu vzduchu zanedbateľná v porovnaní so silou gravitácie, potom je pohyb telesa veľmi blízky voľnosti (napríklad pri páde malej ťažkej hladkej gule).

Keďže gravitačná sila pôsobiaca na každé teleso v blízkosti zemského povrchu je konštantná, voľne padajúce teleso sa musí pohybovať konštantným zrýchlením, t.j. rovnomerne zrýchleným (vyplýva to z druhého Newtonovho zákona). Toto zrýchlenie sa nazýva zrýchlenie voľného pádu a je označený písmenom . Je nasmerovaný zvisle nadol k stredu Zeme. Hodnotu gravitačného zrýchlenia v blízkosti zemského povrchu možno vypočítať pomocou vzorca
(vzorec je získaný zo zákona univerzálnej gravitácie), g= 9,81 m/s 2.

Zrýchlenie voľného pádu, podobne ako sila gravitácie, závisí od výšky nad povrchom Zeme (
), na tvare Zeme (Zem je na póloch sploštená, takže polárny polomer je menší ako rovníkový a gravitačné zrýchlenie na póle je väčšie ako na rovníku: g n = 9,832 m/s 2 , g uh = 9,780 m/s 2 ) a z nánosov hustých zemných hornín. V miestach ložísk, napríklad železnej rudy, je väčšia hustota zemskej kôry a väčšie je aj gravitačné zrýchlenie. A tam, kde sú ložiská ropy, g menej. Geológovia to využívajú pri hľadaní minerálov.

Tabuľka 1. Zrýchlenie voľného pádu v rôznych výškach nad Zemou.

Tabuľka 2 Zrýchlenie voľného pádu pre niektoré mestá.

Keďže zrýchlenie voľného pádu pri povrchu Zeme je rovnaké, voľný pád telies je rovnomerne zrýchlený pohyb. To znamená, že ho možno opísať nasledujúcimi výrazmi:
A
. Berie sa do úvahy, že pri pohybe nahor sú vektor rýchlosti tela a vektor zrýchlenia voľného pádu nasmerované v opačných smeroch, preto ich projekcie majú rôzne znamienka. Pri pohybe nadol sú vektor rýchlosti telesa a vektor gravitačného zrýchlenia nasmerované rovnakým smerom, takže ich projekcie majú rovnaké znamienka.

Ak je teleso vrhnuté pod uhlom k horizontu alebo horizontálne, potom jeho pohyb možno rozdeliť na dva: rovnomerne zrýchlené vertikálne a rovnomerne horizontálne. Potom, aby ste opísali pohyb telesa, musíte pridať ďalšie dve rovnice: v x = v 0 x A s x = v 0 x t.

Dosadzovanie do vzorca
namiesto hmotnosti a polomeru Zeme, respektíve hmotnosti a polomeru akejkoľvek inej planéty alebo jej satelitu, možno určiť približnú hodnotu gravitačného zrýchlenia na povrchu ktoréhokoľvek z týchto nebeských telies.

Tabuľka 3. Zrýchlenie voľného pádu na povrchu niekt

nebeské telesá (pre rovník), m/s 2.

ODHALENIE ZÁKONOV VOĽNÉHO PÁDU

V starovekom Grécku boli mechanické pohyby rozdelené na prirodzené a nútené. Pád tela na Zem sa považoval za prirodzený pohyb, za nejakú inherentnú túžbu tela „na svoje miesto“,
Podľa myšlienky najväčšieho starogréckeho filozofa Aristotela (384-322 pred Kristom) telo padá na Zem tým rýchlejšie, čím je jeho hmotnosť väčšia. Táto myšlienka bola výsledkom primitívnej životnej skúsenosti: pozorovania napríklad ukázali, že jablká a listy jabloní padajú rôznou rýchlosťou. Koncept zrýchlenia v starovekej gréckej fyzike chýbal.
Prvýkrát sa veľký taliansky vedec Galileo Galilei (1564 - 1642) vyslovil proti autorite Aristotela, schválenej cirkvou.

Galileo sa narodil v Pise v roku 1564. Jeho otec bol talentovaný hudobník a dobrý učiteľ. Galileo do 11 rokov navštevoval školu, potom podľa vtedajšieho zvyku prebiehala jeho výchova a vzdelávanie v kláštore. Tu sa zoznámil s dielami latinských a gréckych spisovateľov.
Pod zámienkou ťažkej očnej choroby môjho otca zachránili. Galilea z múrov kláštora a dať mu dobré vzdelanie doma, uviesť ho do spoločnosti hudobníkov, spisovateľov, umelcov.
Vo veku 17 rokov vstúpil Galileo na univerzitu v Pise, kde študoval medicínu. Tu sa prvýkrát zoznámil s fyzikou starovekého Grécka, predovšetkým s dielami Aristotela, Euklida a Archimeda. Ovplyvnený prácami Archimeda sa Galileo začal zaujímať o geometriu a mechaniku a opustil medicínu. Opúšťa univerzitu v Pise a štyri roky študuje matematiku vo Florencii. Tu sa objavili jeho prvé vedecké práce av roku 1589 Galileo získal katedru matematiky, najprv v Pise, potom v Padove. V padovskom období Galileovho života (1592 - 1610) dosiahli aktivity vedca svoj vrchol. V tejto dobe sa sformulovali zákony voľného pádu telies a princíp relativity, objavila sa izochronizmus kmitov kyvadla, vytvoril sa ďalekohľad a urobilo sa množstvo senzačných astronomických objavov (topografia Mesiaca, satelity Jupiter, štruktúra Mliečnej dráhy, fázy Venuše, slnečné škvrny).
V roku 1611 bol Galileo pozvaný do Ríma. Tu začal obzvlášť aktívny boj proti cirkevnému svetonázoru za schválenie novej experimentálnej metódy skúmania prírody. Galileo propaguje Kopernikov systém, čím si znepriatelí cirkev (v roku 1616 špeciálna kongregácia dominikánov a jezuitov vyhlásila Kopernikovo učenie za kacírske a jeho knihu zaradila na zoznam zakázaných kníh).
Galileo musel svoje nápady maskovať. V roku 1632 vydal úžasnú knihu „Dialóg o dvoch systémoch sveta“, v ktorej rozvíja materialistické myšlienky vo forme diskusie medzi tromi účastníkmi rozhovoru. „Dialóg“ však cirkev zakázala a autora postavili pred súd a 9 rokov ho považovali za „väzňa inkvizície“.
V roku 1638 sa Galileovi podarilo vydať v Holandsku knihu „Rozhovory a matematické dôkazy o dvoch nových odvetviach vedy“, ktorá zhrnula jeho dlhoročnú plodnú činnosť.
V roku 1637 oslepol, no pokračoval v intenzívnej vedeckej práci spolu so svojimi študentmi Vivianim a Torricellim. Galileo zomrel v roku 1642 a bol pochovaný vo Florencii v kostole Santa Croce vedľa Michelangela.

Galileo odmietol starogrécku klasifikáciu mechanických pohybov. Najprv predstavil koncepty rovnomerného a zrýchleného pohybu a začal študovať mechanický pohyb meraním vzdialeností a časov pohybu. Galileove pokusy s rovnomerne zrýchleným pohybom telesa po naklonenej rovine sa dodnes opakujú vo všetkých školách sveta.
Galileo venoval osobitnú pozornosť experimentálnemu štúdiu voľného pádu telies. Jeho experimenty na šikmej veži v Pise získali celosvetovú slávu. Podľa Vivianiho Galileo hodil z veže súčasne pol kilovú guľu a sto kilovú bombu. Na rozdiel od Aristotelovho názoru dosiahli povrch Zeme takmer súčasne: bomba bola len niekoľko centimetrov pred loptou. Galileo vysvetlil tento rozdiel prítomnosťou odporu vzduchu. Toto vysvetlenie bolo v tom čase zásadne nové. Faktom je, že už od čias starovekého Grécka bola založená nasledujúca predstava o mechanizme pohybu tiel: pri pohybe telo zanecháva prázdnotu; príroda sa bojí prázdnoty (bol tu falošný princíp strachu z prázdnoty). Vzduch sa ponáhľa do prázdna a tlačí telo. Verilo sa teda, že vzduch telesá nespomaľuje, ale naopak zrýchľuje.
Ďalej Galileo odstránil ďalšiu stáročia starú mylnú predstavu. Verilo sa, že ak pohyb nie je podporovaný nejakou silou, mal by sa zastaviť, aj keď neexistujú žiadne prekážky. Galileo prvýkrát sformuloval zákon zotrvačnosti. Tvrdil, že ak na teleso pôsobí sila, potom výsledok jej pôsobenia nezávisí od toho, či je teleso v pokoji alebo v pohybe. Pri voľnom páde na teleso neustále pôsobí gravitačná sila a výsledky tohto pôsobenia sa priebežne sčítavajú, pretože podľa zákona zotrvačnosti sa raz vyvolané pôsobenie zakonzervuje. Táto myšlienka je základom jeho logickej konštrukcie, ktorá viedla k zákonom voľného pádu.
Galileo určil gravitačné zrýchlenie s veľkou chybou. V Dialógu uvádza, že lopta spadla z výšky 60 m za 5 sekúnd. To zodpovedá hodnote g, takmer dvakrát menej ako ten skutočný.
Galileo, prirodzene, nedokázal presne určiť g, lebo som nemal stopky. Presýpacie hodiny, vodné hodiny alebo kyvadlové hodiny, ktoré vynašiel, neprispeli k presnému meraniu času. Gravitačné zrýchlenie celkom presne určil až Huygens v roku 1660.
Na dosiahnutie väčšej presnosti merania hľadal Galileo spôsoby, ako znížiť rýchlosť pádu. To ho priviedlo k experimentom s naklonenou rovinou.

Metodická poznámka. Keď hovoríme o Galileovej práci, je dôležité vysvetliť študentom podstatu metódy, ktorú použil na stanovenie prírodných zákonov. Najprv uskutočnil logickú konštrukciu, z ktorej vyplývali zákony voľného pádu. Ale výsledky logickej konštrukcie je potrebné overiť skúsenosťami. Len zhoda teórie so skúsenosťou vedie k presvedčeniu o spravodlivosti zákona. Aby ste to dosiahli, musíte merať. Galileo harmonicky spojil silu teoretického myslenia s experimentálnym umením. Ako skontrolovať zákony voľného pádu, ak je pohyb taký rýchly a neexistujú nástroje na meranie malých časových úsekov.
Galileo znižuje rýchlosť pádu pomocou naklonenej roviny. V doske bola urobená drážka, vyložená pergamenom na zníženie trenia. Pozdĺž žľabu bola vypustená leštená mosadzná guľa. Na presné meranie času pohybu prišiel Galileo s nasledujúcim. Na dne veľkej nádoby s vodou sa urobil otvor, cez ktorý tiekol tenký pramienok. Bol odoslaný do malej nádoby, ktorá bola vopred zvážená. Časové obdobie bolo merané prírastkom hmotnosti plavidla! Vypustením gule z polovice, štvrtiny atď., dĺžky naklonenej roviny, Galileo zistil, že prejdené vzdialenosti súvisia so štvorcami času pohybu.
Opakovanie týchto Galileových experimentov môže slúžiť ako predmet užitočnej práce v školskom fyzikálnom krúžku.