天文学
在 X 上关注我 在 Bluesky 上关注我 在 Pinterest 上关注我
中文 English Français Español Português 日本語 Deutsch
 
最后更新:2025年10月2日

自由落体定律(1604年)

自由落体方程(1604年)
伽利略向乔瓦尼·德·美第奇演示自由落体定律。

v=gt

该方程表明,自由落体物体的速度以9.81米/秒²的速率稳定增加。 换言之,一秒钟后物体的速度将达到9.81米/秒,两秒钟后为19.62米/秒,以此类推。 这意味着,一个重物和一个轻物从同一高度同时释放,在坠落过程中的每一瞬间都将具有完全相同的速度。 - v 表示速度,单位为米/秒 - g 表示重力加速度,单位为米/秒²,在地球上约为9.81米/秒² - t 表示时间,单位为秒 自由落体是指在真空中,物体仅受重力作用的运动。 至于物体的质量,它并未出现在这个特定的自由落体速度方程中。 在均匀重力场中,质量不影响自由落体物体的速度。

亚里士多德及其形而上学

若在给定时间内,某重物通过某段距离,则另一重物将以更短时间通过该距离;时间与重量成反比。例如,若一半重量的物体以某时间通过该距离,则两倍重量的物体将以一半时间通过相同距离。——亚里士多德(公元前384-322年),《天论》(朱尔·巴泰勒米·圣伊莱尔译)

没有人会反驳大师的话,而这一论断在近2000年里竟惊人地错误。 事实上,亚里士多德认为下落速度与质量成正比。 换句话说,如果一个27公斤的铁砧与一个2.7克的乒乓球同时下落,铁砧的下落速度会快一万倍,但这并非我们观察到的情况!!!

伽利略阐述了现代物理学第一定律。

伽利略(1564-1642)将萌生一个绝妙的想法来验证落体定律。他将利用斜面实验来检验亚里士多德的论断。伽利略的自由落体定律最早于1604年提出。这一定律被视为现代物理学的第一定律。

落体定律,或称自由落体等效原理,指出在均匀引力场(如地球表面附近)中,所有物体无论质量大小,在忽略空气阻力影响的情况下,均以相同速度下落。

换句话说,如果你将两个不同质量的物体从同一高度同时释放,它们会同时落地,无论质量大小。 尽管它们与地面撞击的力因质量不同而有差异,但重量差异对下落速度并无影响。

伽利略是第一个观察并实证证明这一定律的人。 然而,需要指出的是,现代对这一定律的理解是通过艾萨克·牛顿后来的研究及其建立的引力理论发展而来的。 根据牛顿的引力理论,所有物体都会受到与其质量成正比的引力作用,即著名的公式 F=m⋅a。 然而,这一力也会被物体自身的质量所抵消,因此在给定的引力场中,所有物体的重力加速度(a)都是相同的。

总之,在真空中,所有物体均以相同加速度(g)自由下落,与其质量无关。 惯性不影响均匀引力场中自由落体物体的加速度。 无论轻重,所有物体在地球表面均受到约9.81米/秒²的相同重力加速度。

本类别探索内容

爱因斯坦1905年关于光的本质与演化论文全文 爱因斯坦1905年关于光的本质与演化论文全文
光速:万物无法超越的终极极限 光速:万物无法超越的终极极限
现实逃逸:那些我们永远无法证明的真理 现实逃逸:那些我们永远无法证明的真理
50个方程中的宇宙物理学:用户指南 50个方程中的宇宙物理学:用户指南
卡亚恒等式:让脱碳复杂化的方程 卡亚恒等式:让脱碳复杂化的方程
宇宙中无法超越的速度:当能量变为无限 宇宙中无法超越的速度:当能量变为无限
电磁失控:光速的秘密 电磁失控:光速的秘密
理解光电效应:光与电子 理解光电效应:光与电子
地平线有多远? 地平线有多远?
太阳能电池板如何将电力注入电网? 太阳能电池板如何将电力注入电网?
动量动力学:解释火箭或水母推进的原理 动量动力学:解释火箭或水母推进的原理
电子能量如何决定化学性质 电子能量如何决定化学性质
量子不确定性的关键作用:没有粒子能够静止 量子不确定性的关键作用:没有粒子能够静止
能量与功率:不要混淆,时间决定一切 能量与功率:不要混淆,时间决定一切
为什么冷有极限而热却没有? 为什么冷有极限而热却没有?
伽利略自由落体定律 伽利略自由落体定律
理想气体定律:一个方程,千种应用 理想气体定律:一个方程,千种应用
薛定谔方程革新了我们对物质的看法 薛定谔方程革新了我们对物质的看法
诺特定理的魔力:从最小作用量原理到守恒定律 诺特定理的魔力:从最小作用量原理到守恒定律
引力质量与惯性质量的关系及等效原理 引力质量与惯性质量的关系及等效原理
物理学第三方程:理解碰撞的动量 物理学第三方程:理解碰撞的动量
物理学中第二个基本方程:守恒量的直觉 物理学中第二个基本方程:守恒量的直觉
物理学第一方程:如何用数学表达力 物理学第一方程:如何用数学表达力
电磁力或洛伦兹力 电磁力或洛伦兹力
接收的太阳能取决于入射角 接收的太阳能取决于入射角
为什么大理石比木头感觉更冷? 为什么大理石比木头感觉更冷?
为什么没有质量的光子却拥有能量? 为什么没有质量的光子却拥有能量?
贝叶斯公式与人工智能 贝叶斯公式与人工智能
物理学的七个基本常数 物理学的七个基本常数
星际空间中的体感温度是多少? 星际空间中的体感温度是多少?
黑体辐射曲线:普朗克定律 黑体辐射曲线:普朗克定律
等效原理:引力效应与加速度无法区分 等效原理:引力效应与加速度无法区分
E=mc²:重新审视宇宙的四个基本概念 E=mc²:重新审视宇宙的四个基本概念
如何给太阳称重? 如何给太阳称重?
自由落体方程(1604年) 自由落体方程(1604年)
库仑与牛顿:宇宙力的神秘相似性 库仑与牛顿:宇宙力的神秘相似性
玻尔兹曼熵方程(1877年) 玻尔兹曼熵方程(1877年)
狭义相对论方程(1905年) 狭义相对论方程(1905年)
广义相对论方程(1915年) 广义相对论方程(1915年)
行星自转方程:角动量与引力平衡之间 行星自转方程:角动量与引力平衡之间
行星轨道速度方程 行星轨道速度方程
普朗克方程 普朗克方程
无需数学理解薛定谔方程 无需数学理解薛定谔方程
牛顿三定律:从落地的苹果到绕轨的行星 牛顿三定律:从落地的苹果到绕轨的行星
麦克斯韦方程组 麦克斯韦方程组
保罗·狄拉克方程 保罗·狄拉克方程
能量守恒 能量守恒
电磁感应方程 电磁感应方程
为什么基本粒子没有质量? 为什么基本粒子没有质量?
热量与温度的区别 热量与温度的区别