Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 4)

1.7 Vật rơi tự doThí nghiệm đồng xu và cái lông chim Galileo đã làm thí nghiệm trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những thí nghiệm của ông về cơ học là cho lăn những quả cầu xuống một tấm ván nghiêng bằng gỗ (Hình 1.13b). Ông tìm thấy bình phương của thời gian để một quả cầu đi tới chân dốc nghiêng tỉ lệ với chiều dài của dốc. Ông còn quan sát thấy thời gian để một quả cầu đi tới chân dốc nghiêng độc lập với khối lượng của nó; nghĩa là, những vật nhẹ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 4) Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 4)1.7 Vật rơi tự doThí nghiệm đồng xu và cái lông chimGalileo đã làm thí nghiệm trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trongnhững thí nghiệm của ông về cơ học là cho lăn những quả cầu xuốngmột tấm ván nghiêng bằng gỗ (Hình 1.13b). Ông tìm thấy bình phươngcủa thời gian để một quả cầu đi tới chân dốc nghiêng tỉ lệ với chiều dàicủa dốc. Ông còn quan sát thấy thời gian để một quả cầu đi tới chân dốcnghiêng độc lập với khối lượng của nó; nghĩa là, những vật nhẹ vànhững vật nặng đều đi tới chân dốc cùng một lúc khi được thả ra từ cùngmột độ cao. Bằng cách sử dụng ván nghiêng ở những góc khác nhau,Galileo đã ngoại suy những kết quả của ông cho một quả cầu rơi theophương thẳng đứng. Ông kết luận rằng nếu hai vật có khối lượng khácnhau được thả ra từ cùng một độ cao, chúng sẽ chạm đất cùng một lúc(xem Hình 1.14) + Phóng to hìnhNgày nay, chúng ta dễ dàng xác nhận các kết quả của Galileo bằng cáchtiến hành thí nghiệm trình diễn đồng xu và cái lông chim. Một đồng xuvà một cái lông chim được đưa vào bên trong một ống thủy tinh dài cómột cái lỗ tại một đầu, lỗ này nối với một máy bơm chân không. Nếucho đồng xu và cái lông chim rơi trong ống chứa đầy không khí, chúngsẽ không chạm đáy ống cùng một lúc. Đồng tiền xu sẽ chạm đáy trướcvà cái lông chim sẽ từ từ lúc lắc đi xuống do sức cản của không khí. Nếudùng bơm chân không để lấy hết không khí ra khỏi ống, cả hai vật sẽ rơichạm đáy ống cùng một lúc.Gia tốc trọng trườngNgày nay, chúng ta biết rằng khi các vật được thả rơi từ một độ cao gầnmặt đất, chúng tăng tốc về phía dưới với độ lớn 9,8 m/s2. Con số nàyđược gọi là gia tốc trọng trường. Nó không phụ thuộc vào khối lượngcủa vật. Để cho giá trị này hợp lí, ta phải giả sử rằng sức cản không khílà không đáng kể và Trái đất là một quả cầu có mật độ và bán kínhkhông đổi. Trong mục 1.15, ta sẽ tìm hiểu lực hấp dẫn cặn kẽ hơn