在準備完這些后,陳帆和伽利略便興致沖沖的,開始了斜面實驗。
和之前一樣,由伽利略負責操作,陳帆來記錄。
伽利略將木板的一端抬起至一定高度,使其傾斜,然后放置妥當。
再將準備好的黃銅球,放在木板刻槽的最高處,松開手使黃銅球沿著刻槽滾落下去。
黃銅球滾落至底部的同時,陳帆將其下滾的時間記錄下來。
只是,在僅進行了兩次實驗后,陳帆便緊急叫停了實驗。
伽利略有些疑惑地看著陳帆:“怎么了?”
陳帆皺眉回道:“用脈搏測量時間的方法行不通。”
他也是因為斜面實驗的出現,有些過于樂觀了,忘記了這個時代,時間測量是一個很困難的問題。
當前時代,人們普遍使用脈搏計時。
可脈搏的跳動節奏因人而異,并不準確。
而且在不少時候,每個人脈搏跳動的頻次,也會發生變化。
就像陳帆剛才,因為心緒的變化,脈搏跳動的次數,就明顯不同。
這也導致他兩次實驗記錄的時間,有著很大的差別。
伽利略走到陳帆身邊,看了一眼紙上記錄的時間,頓時皺緊了眉頭。
本以為一切就緒,只待實驗來驗證了,卻沒想到,他們的設計還是存在缺陷。
眼角余光瞥見簡易擺錘模型后,伽利略試著說道:“要不用擺錘來計時?”
沒等陳帆說話,伽利略自己就立馬否定了這個提議:“不行,擺錘計時也不準確,我們只能計數擺動的次數,每次不適合用來計時……”
“呃……”
其實陳帆想說,這個提議好,順便引導著對方往鐘擺去探索的。
可見對方自己否決了,只好把到了嘴邊的話,又咽了回去。
還有,陳帆也想到,現在并不適合在鐘擺上再多費時間。
當務之急是完成斜面實驗,再推到落體運動上面,好進行那個著名的自由落體實驗。
思索了一會,陳帆忽然靈光一現,他想到了一個東西——水鐘。
陳帆趕忙放下手中的紙筆,開始在屋里搜索起來。
伽利略有些莫名的看著陳帆:“你在找什么?”
陳帆沒有過多解釋,直接說道:“您去找一根小管子,和一個秤拿過來。”
伽利略不明所以,但還是去找了根小管子,以及他自己制作的秤。
在稱量這塊,伽利略足以稱之為權威。
所以,他直接拿了自制的秤。
“給你,你要做什么?”
把東西遞給陳帆,伽利略好奇地又問了一遍。
“馬上您就知道了!”
陳帆仍未解釋,接過東西,帶著他找到的一個水桶,便走了出去。
等到伽利略看到灌滿水的桶,以及桶底安裝的小管子后,他瞬間反應了過來。
用水鐘來計時,不是沒有,只是他受限于固有的思維,一時間沒有想到。
將這個類似于古代銅壺滴漏一般的水鐘,給搬進屋里后。
陳帆這才解釋道:“我們可以用杯子來接水桶滴落的水,然后用秤來稱出每次黃銅球滾下時間內,滴落的水的重量,來達到計時的效果。”
伽利略由衷地贊嘆了一聲:“維維亞尼,你的想法,總是那么令人不可思議!”
陳帆這次可不是暗爽了,而是為自己的才思敏捷而自豪。
畢竟,伽利略沒有想到,他想到了。
在一切準備妥當之后,斜面實驗正式開始。
別看這臺水鐘比較簡陋,但計時的準確性,卻是值得信賴的。
至少比脈搏計時要客觀的多。
而且在改變黃銅球下落的高度時,還可以通過杯子中水的重量不同,計算每次的差別。
這些差別,也就代表著不同高度下,黃銅球滾下所用時間的差別。
隨后的時間,陳帆和伽利略不斷地在重復進行著實驗。
一次,兩次,直至百次……
斜面實驗的內容,也從一塊木板,增加到了兩塊,三塊,以及不同的組合。
通過大量的實驗數據,兩人確認了那一假設。
也就是,物體下落的瞬時速度,與其下落時間成正比。
并且獲得了它們的關系式,v=v0+at。
在實驗中,物體的初始速度v0都是0。
基于這次實驗的結果,再結合伽利略先前的研究成果。
陳帆和伽利略對運動的基本概念,包括重心、速度和加速度等等,都給出了嚴格的數學表達式。
事實上,這些運動的基本概念,本也就是伽利略通過詳盡的研究后,給出了嚴格的數學表達式。
尤其是加速度概念的提出,在力學史上,是一個里程碑般的存在。
有了加速度的概念,力學中的動力學部分,才能建立在科學基礎之上。
在伽利略之前,只有靜力學部分,有相應的定量描述。
而在這次的模擬中,因為陳帆的原因,這些概念被提前了。
隨著這一假設得到驗證,也代表著,他們的實驗證實了,落體運動是勻加速運動的設想。
而且,物體落地的快慢,只與時間有關,與物體的重量無關!
伽利略拿著驗證的紙張,興奮地說道:“維維亞尼,我們這次真的證明了亞里士多德的觀點,完完全全是錯誤的!”
陳帆此時也是輕松一笑,他只想感慨不容易啊。
別看這只是初中生就知道的知識,在這個時代,想要驗證這些,是真的不容易。
所以,他十分欽佩伽利略,能夠有這樣天才的想法。
并且能夠為了檢驗一個科學假設的正確性,去設計科學的實驗。
而不是像亞里士多德那般,盲目的收集資料,簡單的歸納事實。
不過,誰讓這是伽利略呢。
沒有這般天才的想法,又如何跳過古典物理學,為近代物理學奠基?
想到這些的陳帆,剛想說些什么,忽然愣在了原地。
他想起似乎還忽略了一些東西。
隨即,他徑直走上前,拿過伽利略手中的紙張,看了起來。
伽利略不解的詢問道:“怎么了?有什么不對的地方嗎?”
陳帆沒有說話,而是認真的看了兩遍后,拿起筆開始寫了起來。
伽利略湊過來看了一眼,頓時如遭雷擊。
再一次露出了,那天在大教堂突然跳起時一模一樣的表情。
不多時,陳帆寫完,放下了筆,將紙張重新遞還給伽利略。
然后輕聲說道:“伽利略教授,我們可不僅僅是證明了,亞里士多德關于落體運動的觀點是錯誤的,因為我們所獲得的,也不只是落體運動的規律……”