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第18章 不只是落体运动规律

在准备完这些后,陈帆和伽利略便兴致冲冲的,开始了斜面实验。

和之前一样,由伽利略负责操作,陈帆来记录。

伽利略将木板的一端抬起至一定高度,使其倾斜,然后放置妥当。

再将准备好的黄铜球,放在木板刻槽的最高处,松开手使黄铜球沿着刻槽滚落下去。

黄铜球滚落至底部的同时,陈帆将其下滚的时间记录下来。

只是,在仅进行了两次实验后,陈帆便紧急叫停了实验。

伽利略有些疑惑地看着陈帆:“怎么了?”

陈帆皱眉回道:“用脉搏测量时间的方法行不通。”

他也是因为斜面实验的出现,有些过于乐观了,忘记了这个时代,时间测量是一个很困难的问题。

当前时代,人们普遍使用脉搏计时。

可脉搏的跳动节奏因人而异,并不准确。

而且在不少时候,每个人脉搏跳动的频次,也会发生变化。

就像陈帆刚才,因为心绪的变化,脉搏跳动的次数,就明显不同。

这也导致他两次实验记录的时间,有着很大的差别。

伽利略走到陈帆身边,看了一眼纸上记录的时间,顿时皱紧了眉头。

本以为一切就绪,只待实验来验证了,却没想到,他们的设计还是存在缺陷。

眼角余光瞥见简易摆锤模型后,伽利略试着说道:“要不用摆锤来计时?”

没等陈帆说话,伽利略自己就立马否定了这个提议:“不行,摆锤计时也不准确,我们只能计数摆动的次数,每次不适合用来计时……”

“呃……”

其实陈帆想说,这个提议好,顺便引导着对方往钟摆去探索的。

可见对方自己否决了,只好把到了嘴边的话,又咽了回去。

还有,陈帆也想到,现在并不适合在钟摆上再多费时间。

当务之急是完成斜面实验,再推到落体运动上面,好进行那个著名的自由落体实验。

思索了一会,陈帆忽然灵光一现,他想到了一个东西——水钟。

陈帆赶忙放下手中的纸笔,开始在屋里搜索起来。

伽利略有些莫名的看着陈帆:“你在找什么?”

陈帆没有过多解释,直接说道:“您去找一根小管子,和一个秤拿过来。”

伽利略不明所以,但还是去找了根小管子,以及他自己制作的秤。

在称量这块,伽利略足以称之为权威。

所以,他直接拿了自制的秤。

“给你,你要做什么?”

把东西递给陈帆,伽利略好奇地又问了一遍。

“马上您就知道了!”

陈帆仍未解释,接过东西,带着他找到的一个水桶,便走了出去。

等到伽利略看到灌满水的桶,以及桶底安装的小管子后,他瞬间反应了过来。

用水钟来计时,不是没有,只是他受限于固有的思维,一时间没有想到。

将这个类似于古代铜壶滴漏一般的水钟,给搬进屋里后。

陈帆这才解释道:“我们可以用杯子来接水桶滴落的水,然后用秤来称出每次黄铜球滚下时间内,滴落的水的重量,来达到计时的效果。”

伽利略由衷地赞叹了一声:“维维亚尼,你的想法,总是那么令人不可思议!”

陈帆这次可不是暗爽了,而是为自己的才思敏捷而自豪。

毕竟,伽利略没有想到,他想到了。

在一切准备妥当之后,斜面实验正式开始。

别看这台水钟比较简陋,但计时的准确性,却是值得信赖的。

至少比脉搏计时要客观的多。

而且在改变黄铜球下落的高度时,还可以通过杯子中水的重量不同,计算每次的差别。

这些差别,也就代表着不同高度下,黄铜球滚下所用时间的差别。

随后的时间,陈帆和伽利略不断地在重复进行着实验。

一次,两次,直至百次……

斜面实验的内容,也从一块木板,增加到了两块,三块,以及不同的组合。

通过大量的实验数据,两人确认了那一假设。

也就是,物体下落的瞬时速度,与其下落时间成正比。

并且获得了它们的关系式,v=v0+at。

在实验中,物体的初始速度v0都是0。

基于这次实验的结果,再结合伽利略先前的研究成果。

陈帆和伽利略对运动的基本概念,包括重心、速度和加速度等等,都给出了严格的数学表达式。

事实上,这些运动的基本概念,本也就是伽利略通过详尽的研究后,给出了严格的数学表达式。

尤其是加速度概念的提出,在力学史上,是一个里程碑般的存在。

有了加速度的概念,力学中的动力学部分,才能建立在科学基础之上。

在伽利略之前,只有静力学部分,有相应的定量描述。

而在这次的模拟中,因为陈帆的原因,这些概念被提前了。

随着这一假设得到验证,也代表着,他们的实验证实了,落体运动是匀加速运动的设想。

而且,物体落地的快慢,只与时间有关,与物体的重量无关!

伽利略拿着验证的纸张,兴奋地说道:“维维亚尼,我们这次真的证明了亚里士多德的观点,完完全全是错误的!”

陈帆此时也是轻松一笑,他只想感慨不容易啊。

别看这只是初中生就知道的知识,在这个时代,想要验证这些,是真的不容易。

所以,他十分钦佩伽利略,能够有这样天才的想法。

并且能够为了检验一个科学假设的正确性,去设计科学的实验。

而不是像亚里士多德那般,盲目的收集资料,简单的归纳事实。

不过,谁让这是伽利略呢。

没有这般天才的想法,又如何跳过古典物理学,为近代物理学奠基?

想到这些的陈帆,刚想说些什么,忽然愣在了原地。

他想起似乎还忽略了一些东西。

随即,他径直走上前,拿过伽利略手中的纸张,看了起来。

伽利略不解的询问道:“怎么了?有什么不对的地方吗?”

陈帆没有说话,而是认真的看了两遍后,拿起笔开始写了起来。

伽利略凑过来看了一眼,顿时如遭雷击。

再一次露出了,那天在大教堂突然跳起时一模一样的表情。

不多时,陈帆写完,放下了笔,将纸张重新递还给伽利略。

然后轻声说道:“伽利略教授,我们可不仅仅是证明了,亚里士多德关于落体运动的观点是错误的,因为我们所获得的,也不只是落体运动的规律……”