自由落体和伽利略

自由落体和伽利略
自由落体和伽利略

自由落体和伽利略
意大利天文学家、力学家、哲学家.1564年2月15日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨.伽利略家族姓伽利莱(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已通行称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓.
生平：伽利略1572年开始上学,1575年随家迁居佛罗伦萨进修道院学习.1589年被聘为比萨大学的数学教授.1591年到威尼斯的帕多瓦大学任教.1609年回佛罗伦萨,1611年到罗马并担任林嗣科学院的院士.1633年2月以“反对教皇,宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终身监禁.1638年以后,双目逐渐失明,晚景凄凉.1642年1月8日逝世.三百多年后,1979年11月10日,罗马教皇不得不在公开集会上宣布：1633年对伽利略的宣判是不公正的.1980年10月又提出重审这一案件,并在罗组成一个包括不同宗教信仰的世界著名科学家委员会来研究伽利略案件的始末,研究科学同宗教的关系,研究伽利略学说的科学价值及其对现代科学思想的贡献.
主要贡献：可分下列三个方面：
①力学 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律.1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,得到了摆的等时性定律.接着在1585年因家庭经济困难辍学.离开比萨大学期间,他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作.他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文.不久又写了论文《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振.与此同时,他对亚里士多德的许多观点提出质疑.
在1589～1591年间,伽利略对落体运动作了细致的观察.从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”,即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时落地,下落的速度与重量无关.根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载,落体实验是在比萨斜塔上公开进行的,但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的.因此近年来对此存在争议.
伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并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.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,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述.
伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律,这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础.在经典力学的创立上,伽利略可说是牛顿的先驱.
伽利略还提出过合力定律,抛射体运动规律,并确立了伽利略相对性原理.伽利略在力学方面的贡献是多方面的.这在他晚年写出的力学著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中有详细的描述.在这本不朽著作中,除动力学外,还有不少关于材料力学的内容.例如,他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析,正确地断定梁的抗弯能力和几何
尺寸的力学相似关系.他指出,对长度相似的圆柱形梁,抗弯力矩和半径立方成比例.他还分析过受集中载荷的简支梁,正确指出最大弯矩在载荷下,且与它到两支点的距离之积成比例.伽利略还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析,指出工程结构的尺寸不能过大,因为它们会在自身重量作用下发生破坏.他根据实验得出,动物形体尺寸减小时,躯体的强度并不按比例减小.他说：“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同样大小的狗,但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也驮不起.”
②天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家.这些成果包括：发现月球表面凹凸不平,木星有四个卫星（现称伽利略卫星）,太阳黑子和太阳的自转,金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等.他用实验证实了哥白尼的“地动说”,彻底
否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”.
③哲学 他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉.他不承认世界上有绝对真理和掌握真理的绝对权威,反对盲目迷信.他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性,这些观点对发展唯物主义的哲学具有重要的意义.但由于历史的局限性,他强调只有可归纳为数量特征的物质属性才是客观存在的.