維持運(yùn)動(dòng)需要力嗎 由歷史網(wǎng)資料整理

一輛小車(chē)停在地面上，如果不用力推它、拉它，或者不以任何其他方式影響它，它會(huì)一直停在那里。當(dāng)我們用力推著小車(chē)的時(shí)候，小車(chē)就能夠不停地向前運(yùn)動(dòng)，一旦不推了，小車(chē)就慢慢停下來(lái)。人們正是憑著這些常見(jiàn)的事實(shí)，認(rèn)為要維持一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，就需要不停地對(duì)它施加力的作用。

2000多年前，古希臘的學(xué)者亞里士多德(公元前384-前322年)曾斷言，使物體維持恒定的運(yùn)動(dòng)(即速度不變)，就需要恒定的外力作用于它。由于亞里士多德的觀點(diǎn)符合人們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)的直覺(jué)印象，在他以后近2000年的時(shí)間里，人們一直認(rèn)為這種觀點(diǎn)是正確的。

但是，這種憑經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論正確嗎?16世紀(jì)末，年僅26歲的伽利略，第一個(gè)向亞里士多德提出挑戰(zhàn)。

 

伽利略仔細(xì)觀察研究過(guò)物體沿斜面下滑的實(shí)驗(yàn)(圖5-1)。在實(shí)驗(yàn)中，小球從第一個(gè)斜面AB滾下后，就會(huì)沿著第二個(gè)斜面BC向上滾，但小球住第二個(gè)斜面上達(dá)到的高度略低于小球從第一個(gè)斜面滾下時(shí)的高度。伽利略認(rèn)為，這是由于摩擦的緣故。

伽利略推想，如果在完全沒(méi)有摩擦的情況下，不管第二個(gè)斜面的傾斜度是多大，小球滾上第二個(gè)斜面的高度應(yīng)該等于從第一個(gè)斜面滾下時(shí)的高度(如圖5-1中的C、D、E);第二個(gè)斜面的傾斜度越小，小球滾動(dòng)的距離就越遠(yuǎn);如果第二個(gè)斜面的傾斜度等于零(如圖5-1中的BF)，那么小球從第一個(gè)斜面滾下來(lái)后，就永遠(yuǎn)達(dá)不到起始高度，也就是說(shuō)，小球?qū)⒁跃鶆虻乃俣仍跓o(wú)限長(zhǎng)的平面上永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。伽利略由此得出，維持物體的運(yùn)動(dòng)，并不需要外力。

17世紀(jì)以后，英國(guó)物理學(xué)家牛頓在伽利略研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了慣性定律，也就是牛頓第一定律。

牛頓第一定律告訴我們，物體在不受外力時(shí)，將保持它原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即原來(lái)靜止的物體將保持靜止，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將以不變的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

亞里土多德根據(jù)直接觀察到的表面現(xiàn)象得出了錯(cuò)誤的結(jié)論。伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)和推理，想象出無(wú)摩擦的光滑水平面的理想實(shí)驗(yàn)，推斷出小球不受外力作用時(shí)將以不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

伽利略從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，把邏輯思維和實(shí)驗(yàn)事實(shí)相結(jié)合，得出了維持運(yùn)動(dòng)不需要力的正確結(jié)論，推翻了人們信奉了近2000年的亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。還開(kāi)創(chuàng)了運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究物理學(xué)的科學(xué)研究方法。伽利略曾深有體會(huì)地說(shuō)：“追求科學(xué)需要特殊的勇敢!”

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