羽毛和錘子,誰先落地?阿波羅15號在月球上做的著名實驗

軍機處留級大學士 發佈 2023-03-27T06:45:38.992107+00:00

#從今天起記錄我的2023#在阿波羅15號最後一次月球漫步結束時,指令長大衛·斯科特用一根羽毛和一把錘子證實了伽利略的理論,即無論質量大小,物體將以相同的速度下落。這一實驗不僅證明了一個成百上千年來爭議不斷的物理學原理,還為現代科學研究奠定了重要的基礎。以下是更詳細的解讀。


在阿波羅15號最後一次月球漫步結束時,指令長大衛·斯科特用一根羽毛和一把錘子證實了伽利略的理論,即無論質量大小,物體將以相同的速度下落。這一實驗不僅證明了一個成百上千年來爭議不斷的物理學原理,還為現代科學研究奠定了重要的基礎。以下是更詳細的解讀。

伽利略在16世紀提出這一理論之前,世人普遍認為重物下落的速度要比輕物快。但伽利略通過自己的實驗,在直接觀察物體下落的過程中,得出了這個驚人的結論:所有物體在真空中下落時會以相同的速度下落,不論它們的重量大小。這個發現震驚了當時的科學界,因為它打破了古希臘哲學家亞里士多德的理論。

但是,伽利略沒有親自進行他的理論實驗,而是通過精密的測量和計算得到的結論。他用斜面和小球來研究物體的加速度,證實了所有物體下落的速度是相同的。過了幾年,他的理論被牛頓進一步發展和證實,並成為了現代物理學和力學的基礎。

不過,直到美國太空人在20世紀60年代重返月球,這個理論仍然沒有得到完全的證實。那時,美國航空航天局的星際探測器曾進行了一次實驗,但由於技術原因沒有獲得足夠的數據。直到1971年,阿波羅15號成功進行了這個實驗。

如何進行這個實驗呢?斯科特將一根羽毛和一把錘子放在了他面前的月球表面上,並用手將羽毛和錘子一併放開。正如伽利略預測的那樣,羽毛和錘子以相同的速度下落,最終同時落在了月球表面上。這個實驗在世界範圍內引起了極大的轟動,並成為了現代物理學研究和教學中耳熟能詳的故事。

為什麼重物和輕物以相同的速度下落呢?這是因為地球表面的引力作用於任何物體上,而引力是根據物體的質量產生的。也就是說,地球上重物的重力大,但其密度也更大,所以物體遇到的空氣阻力更大。而輕物則相反,密度較小,遇到阻力更小,所以它們在同樣的重力作用下以相同的速度下落。而在真空中,沒有氣體分子來影響它們的下落,所以物體間沒有區別。

通過這個實驗證明了伽利略理論,推動了現代科學的進一步發展,並幫助科學家們在物理學和天文學領域深入研究和了解身邊的自然現象。現在,在教科書和科普文章中都可以看到這個著名的實驗,它不僅讓我們更好地了解物理規律,還鼓勵我們不斷探索科學的未知領域。

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