Галилей впервые выяснил, что тяжелые предметы падают вниз так же быстро, как и легкие. Чтобы проверить это предположение Галилео Галилей сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро массой 80 кг и значительно более легкую мушкетную пулю массой 200 г. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму и достигли земли одновременно. До него господствовала точка зрения Аристотеля, который утверждал, что легкие тела падают с высоты медленнее тяжелых.
Такова легенда. В архивах не сохранилось никаких подтверждений, что такой эксперимент действительно проводился. Более того, пушечное ядро и пуля имеют разный радиус, на них будет действовать разная сила сопротивления воздуха и, поэтому, они не могут достичь земли одновременно. Это понимал и Галилей. Однако он писал, что "...различие в скорости движения в воздухе шаров из золота, свинца, меди, порфира и других тяжелых материалов настолько незначительно, что шар из золота при свободном падении на расстоянии в одну сотню локтей наверняка опередил бы шар из меди не более чем на четыре пальца. Сделав это наблюдение, я пришел к заключению, что в среде, полностью лишенной всякого сопротивления, все тела падали бы с одинаковой скоростью". Предположив, что произошло бы в случае свободного падения тел в вакууме, Галилей вывел следующие законы падения тел для идеального случая:
1. Все тела при падении движутся одинаково: начав падать одновременно, они движутся с одинаковой скоростью
2. Движение происходит с постоянным ускорением.
Вскоре после Галилея были созданы воздушные насосы, которые позволили произвести эксперименты со свободным падением в вакууме. С этой целью Ньютон выкачал воздух из длинной стеклянной трубки и бросил сверху одновременно птичье перо и золотую монету. Даже столь сильно различающиеся по своей плотности тела падали с одинаковой скоростью.
4.(1 фото - решение)5.угол падения равен углу отражения.
из чертежа: α+120°+β=180° α+β=60° закон преломления: sin α / sin β = n sin β = sin α / n sin β = sin (60°- β) / n sin (60 - β) = sin 60°*cos β - cos 60°*sin β = =0,866*cos β - 0,500*sinβ sin β = 0,637*cosβ - 0,368*sin β 1,368 *sin β = 0,637 *cos β tg β = 0,637/1,368 tg β = 0,466 β = 25° 6.sina/sinb=n2/n1 b=180-90-a=90-a sina/sin(90-a)=n2/n1 tga=n2/n1 n2=n1*tga=2,4*0,577=1,39 7. дано: угол преломления (b)=32°. угол падения (a)=? ; решение: мы знаем формулу: sinb=32°; sinb=0,53( примерное значение). n (коэффициент приломления), для воды равен n=1,33. подставляем в нашу формулу: ищем по таблице брадиса угловую меру синуса. получаем, что а=45°. 8.s (мнимое расстояние) = 2,5 м; nb = 1,33; s (истинное расстояние) = ? решение : мнимое расстояние больше реального, т. к. наблюдатель находится в воде. по формуле: s (истинное расстояние) = s (мнимое расстояние) / nb. s = 2,5/1,33 = около 1,9 м9.(2 фото - решение )10.n1=1 n2=1.33 v/v1=n2/n1=1.33/1=1.33 11.если смотреть на лампу из воды, она будет казаться расположенной в точке s1, лежащей на продолжении лучей, в глаз наблюдателя. из треугольников abs и abs1 находим откуда . для малых углов , . тогда .изображение лампы s1 в плоском зеркале будет находиться на расстоянии от зеркала.12.в точке s1 лежит камень, в точку s2 воткнётся палка.sinβ=sinαn, tgβ=sinβ1-sin2β=sinαn2-sin2αx1=htgβx2=htgα=hδx=x2-x1=h(1-tgβ)=h(1-sinαn2-sin2α)≈12 см.
Во- первых, он измерял ускорение свободного падения, следовательно ему были необходимы два тела разных масс, чтобы убедиться в том, что ускорение свободного падения не зависит от массы тел, как это было принято до Галилея.