落としたら 物体は落ちます。 それは私たち全員が何百回も見た動きです。 また、私たちは皆、地球の周りを完全に一周する月をたくさん見たことがあります。 27.3日ごと （地球から見て）。 落下と軌道は根本的に異なる種類の運動のように見えるかもしれませんが、そうではありません。 同じ物理学で両方を説明できます。
アイザック・ニュートンが落ちたリンゴのおかげでつながったという有名な話があります。 （それはおそらく真実ではありません—しかしそれは そうかもしれない なれ.) それでも、彼の認識はある意味驚くべきものなので、プロセス全体を順を追って説明します。 そこには、現代に生きる人々が当然と思うかもしれないいくつかの概念が含まれていますが、このような知識の構築は簡単ではなく、ニュートンは自分ですべてを理解したわけではありません。 彼は、落下する物体の動きを研究したガリレオ、円運動する物体の影響を研究したロバート フック、惑星と月の動きについてのアイデアを生み出したヨハネス ケプラーからのアイデアを基礎にしました。
落下物
物体が落下すると何が起こるかから始めましょう。 紀元前 3 世紀、アリストテレスは、巨大な物体は低質量の物体よりも速く落下すると主張しました。 それは合理的だと思いますよね？ それは私たちが見ているものと一致しているようです—石と羽を同時に落とすことを想像してみてください。 しかし、アリストテレスは自分の理論を実験で検証することにあまり興味がありませんでした。 ちょうどそう見えた わかる 重い物体ほど速く落ちるということ。 多くの同僚の哲学者と同様に、彼は安楽椅子論理に基づいて結論を出すことを好みました。
アリストテレスはまた、物体は一定の速度で落下する、つまり、物体は進行中に減速したり加速したりしないと推論しました。 おそらく、落下物は素早く落下し、肉眼で速度の変化を認識するのは非常に難しいため、彼はこの結論に達したと考えられます。
しかしずっと後になって、ガリレオ・ガリレイ（彼はファーストネームで呼ばれました） 彼はそれがクールだと思った）を遅くする方法を思いつきました。 彼の解決策は、ボールを落とすのではなく、スロープを転がすことでした。 ボールをわずかな角度で転がすと、何が起こっているのかがはるかに簡単にわかります。 次のようになります。
ビデオ: レット・アリン
ボールがトラックを転がるにつれて速度が増加することがわかります。 ガリレオは、動作の最初の 1 秒間でボールの速度が一定量増加すると示唆しました。 また、次の 1 秒の動作でも同じ量の速度が増加します。 つまり、1 秒から 2 秒の間に、ボールは最初の 1 秒よりも長い距離を移動することになります。
次に彼は、角度を急勾配にすると速度がより大きく増加するため、同じことが起こると提案しました。 これは、完全に垂直なスロープ上の物体 (落下物と同じ) も速度が増加することを意味するに違いありません。 ドーン――アリストテレスは間違っていた！ 落下物 しないでください 一定の速度で落下しますが、代わりに速度が変化します。 速度が変化する速度を加速度といいます。 地球の表面では、落下した物体は毎秒 9.8 メートルの速度で下向きに加速します。
加速度は、速度の変化を時間の変化で割ったものとして数学的に書くことができます (ギリシャ記号 Δ は変化を示します)。