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如何證明擺的伸長與周期的關系
如何證明擺的伸長與周期的關系
更新时间:2025-04-02 13:55:22

1564年2月15日伽利略出生在意大利比薩一個美麗的濱海城市。那年伽利略18歲正在比薩的的一所學校學習醫學,但是他對此并不是很感興趣,總是陷入各種各樣的胡思亂想之中,有一次禮拜天,伽利略随同學去比薩大教堂像往常一樣做禮拜。

滿眼望去教堂裡滿是信徒,大家都安靜的聽着主教的演說,就在這時,外面突然吹來一陣風,把教堂的頂上的吊燈吹得擺來擺去,發出清脆的聲音,伽利略不由地擡起頭看了下吊燈,這一看,伽利略一下被來回擺動的吊燈深深的吸引住了,早已忘記了自己來教堂的目的了。那麼伽利略到底發現了什麼呢?

原來伽利略發現了吊燈的來回擺動會随着風的大小而跟着變化,這本來是再正常不過的自然現象了,可是伽利略卻悟道了别的東西,他認為雖然吊燈随風的減小而吊燈擺動随之減弱了,但是來回擺動的周期感覺沒有什麼變化。于是伽利略想用實驗證明一下自己的觀察結論,他就用手按住自己的脈搏,根據脈搏的跳動來觀察吊燈的擺動次數。經過多次實驗,伽利略得出了令人興奮的結論:不管頂燈擺動的幅度有多大,每擺動一次所花費的時間是一樣的。這個結論讓伽利略興奮不已,因為在當時人們隻信奉亞裡士多德的所提出的定律:“擺動幅度越小,需要花費的時間越少”伽利略卻意外的發現吊燈擺動的幅度大小與時間沒有關系,沒等禮拜完畢伽利略飛奔回家。

伽利略請求自己的教父幫忙,伽利略找來了沙鐘,并備足了紙張和筆,然後他和教父拿着相同的繩子,然後在每根繩子上都系上同等重量的鉛塊,又把繩子另一端系在與地面平行的橫杆上,然後伽利略用手拿着兩個鉛塊并且把線拉直,分别把這兩個鉛塊拉到不同高度上同時放手,任鉛塊自由擺動,此時伽利略與教父分别記錄不同鉛塊的擺動情況,然後他們将記錄數據進行比較。

經過反複試驗,伽利略發現無論這兩個鉛塊擺動幅度如何,他們需要的時間是一樣的。因此伽利略發現了擺動的規律,從而提出來了:“擺的等時性原理”,也推翻了亞裡士多德關于擺動的錯誤定論。

如何證明擺的伸長與周期的關系(擺的等時性原理)1

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