group-telegram.com/getaclass_channel/807
Last Update:
#physics
#физика
Мы начинаем наш ролик с опытов с двумя стоящими друг напротив друга горками одинаковой высоты, но разного профиля — более крутой и более пологой. Дадим шарику скатиться с одной горки, и он поднимается по другой примерно на такую же высоту. Мы измерили скорость, которую шарик набирает, скатившись вниз, и оказалось, что она не зависит от профиля горки.
Галилей доказал это с помощью мысленного эксперимента с идеальными горками без трения. В этом случае движение шарика обратимо: заставим его закатываться вверх с такой же скоростью, какую он набрал при спуске, и шарик поднимется на горку и остановится. Если существуют две горки одинаковой высоты, скатываясь с которых шарик приобретает разную скорость, поставим их друг напротив друга и будем запускать шарик с той горки, на которой он набирает большую скорость.
Поднявшись на вторую горку, шарик не израсходует весь запас скорости и сможет подняться ещё выше на дополнительную горку. Теперь он может скатиться на исходную горку, совершая при этом работу, а затем повторять такой цикл снова и снова. Получился вечный двигатель, производящий работу из ничего, а это невозможно. Значит, при скатывании со всех горок одинаковой высоты шарик должен приобретать одну и ту же скорость.
Пусть теперь одна из горок отвесная, тогда на любой другой горке шарик наберёт скорость, равную скорости тела, падающего с такой же высоты. Правда, здесь нужно сделать важную поправку: шарик должен скользить по горке, а не катиться, иначе часть исходной потенциальной энергии перейдёт в кинетическую энергию вращения, и скорость поступательного движения окажется меньше.
Мы измерили скорости скатившейся с горки тележки на маленьких колёсиках и упавшего с такой же высоты шарика, и оказалось, что эти скорости практически совпадают. Так что теория Галилея, основанная на мысленных экспериментах с идеальными объектами, прекрасно работает!
Остаётся добавить, что Галилео Галилей в своей книге «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук», изданной в 1638 году, рассматривал только наклонные плоскости, на которых движение шарика является равноускоренным, а обобщил его доказательство и придал ему окончательную форму Христиан Гюйгенс в своём трактате «Маятниковые часы», вышедшем в 1673 году.
Смотрите наш новый англоязычный ролик «Work and energy: Galileo's slides», возвращающий нас к истокам науки Нового времени, и не забывайте ставить лайки!
P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Горки Галилея» на различных платформах.
[Поддержите нас]
BY GetAClass - физика и здравый смысл
Share with your friend now:
group-telegram.com/getaclass_channel/807