Скорость - падение - тело
Cтраница 2
При свободном падении тела в начальный период оно движется с ускорением. Однако при этом одновременно нарастают силы сопротивления, в результате чего через некоторое время скорость падения тела, достигнув некоторого значения ( WQ, м / с), в дальнейшем перестает изменяться. [16]
С другой стороны, если два тела скреплены тонкой длинной ниткой, то они будут стремиться двигаться так же, как и без скрепления, то есть тело большего веса будет стремиться двигаться быстрее, а малое тело будет его тормозить. Тогда как при основательном скреплении малое тело должно ускорять большое. Это означает, что скорость падения тела зависит от того, слабо или сильно скреплены его части. Из опытов по взвешиванию известно, что вес тела равен сумме весов частей, из которых тело состоит, независимо от того, как эти части скреплены. Следовательно, вес скрепленного тела не зависит от способа скрепления, а скорость падения согласно нашему предположению - зависит. А это противоречит опытам Галилея по падению тел на наклонных плоскостях, из которых следует, что скорость падения однозначно определяется силой и, следовательно, не зависит от способа скрепления частей. Итак, доказательство Галилея не чисто логическое построение, в нем неявно использованы известные в то время экспериментальные факты. [17]
Трубы и призматические изделия выдавливают обычно со скоростью 1 - 3 м / мин. При вертикальном расположении цилиндра повышенные скорости выдавливания предотвращают обрыв длинных труб. При выдавливании трубы со скоростью падения тела напряжение материала у выходного отверстия мундштука сводится к нулю. [18]
Труды Аристотеля составляют целую энциклопедию знаний, образуют костяк науки его времени. Он впервые в истории дал определение физики как науки о природе; высказанная им концепция возможности превращения металлов в неметаллы стала теоретической базой средневековой алхимии. Авторитет Аристотеля был настолько высок, что даже очевидно неверные его утверждения, например о том, что скорость падения тел зависит от их веса ( утверждение, которое очень просто можно было бы проверить), принимались за истину в течение многих столетий. [19]
Идейные трудности не всегда негативны. Именно благодаря такой трудности Бенедетти допускает возможность движения в среде без сопротивления и, следовательно, возможность существования пустоты. Эта двойственная возможность сама по себе приводит к очень интересным заключениям: в пустоте, где нет ни сопротивления, ни относительной плотности, скорости падения тел различного состава соответствуют их удельным весам; тела одинакового состава имеют одну и ту же скорость, независимо от их формы и размеров. [20]
 |
Схема сил, действующих на сферу в спокойной жидкости. [21] |
Законы Стокса и о свободном падении тел позволяют определить предельную скорость падения шара в жидкости. На рис. 4.3 представлена схема сил, действующих на тело, которое падает в вязкой среде под действием силы ( Р - PI), где Р - сила тяжести; Р - гидростатическая подъемная ( архимедова) сила. Падающее тело встречает сопротивление жидкости Г, определяемое из закона Стокса. Под действием постоянной силы ( Р - Р) скорость падения тел v возрастает. [22]
Второй аргумент в пользу невозможности пустоты Аристотель выдвигает, обращаясь к изучению падения тел, естественного движения, обусловленного стремлением тяжелого тела к своему естественному месту. Согласно учению Аристотеля, четыре стихии ( земля, вода, воздух и огонь) расположены во Вселенной концентрически и таким же образом расположены их естественные места. Все, за исключением огня, имеет тяжесть, находясь в своем естественном месте. Так Аристотель объясняет, почему одни п те же тела ( например, дерево) опускаются в воздухе и всплывают в воде. Однако в своих рассуждениях он почти не обращается к рассмотрению движения легких тел, а интересуется движением брошенных или падающих тяжелых тол, с которым связывает вопросы скорости и ее возрастания. Скорость падения тела в разных средах в силу вышеизложенного обратно пропорциональна тяжести тела. Аристотель считал, что из двух тел одинакового объема и формы падает в воздухе быстрее то, у которого больше тяжесть. Различие скоростей падения в материальной среде обусловлено только тем, что более тяжелые тела одинакового объема и формы легче разделяют среду своей силой. Если же рассматривать движение тела в пустоте, то это условие отпадает. Следовательно, в пустоте все тела должны иметь равную скорость, по это невозможно. [23]
Второй аргумент в пользу невозможности пустоты Аристотель выдвигает, обращаясь к изучению падения тел, естественного движения, обусловленного стремлением тяжелого тела к своему естественному месту. Согласно учению Аристотеля, четыре стихии ( земля, вода, воздух и огонь) расположены во Вселенной концентрически, и таким же образом расположены их естественные места. Все, за исключением огня, имеет тяжесть, находясь в своем естественном месте. Так Аристотель объясняет, почему одни и те же тела ( например, дерево) опускаются в воздухе и всплывают в воде. Однако в своих рассуждениях он дочти не обращается к рассмотрению движения легких тел, а интересуется движением брошенных или падающих тяжелых тел, с которым связывает вопросы скорости и ее возрастания. Скорость падения тела в разных средах, в силу вышеизложенного, обратно пропорциональна тяжести тела. Аристотель считал, что два тела одинакового объема А Х и формы падают в воздухе тем быстрее, чем больше их тяжесть. Тела, имею - J щие большую силу тяжести или легкости, если они в остальном имеют одинаковую фигуру, скорее проходят равное пространство в том пропорциональном отношении, в каком указанные величины находятся друг к другу г. Различие скоростей падения в материальной среде обусловлено только тем, что более тяжелые тела одинакового объема и формы легче разделяют среду своей силой. Если же рассматривать движение тела в пустоте, то это условие отпадает. Следовательно, в пустоте все тела должны иметь равную скорость, но это невозможно. [24]
Страницы: 1 2