У цьому розділі ми розгляньмо поняття часу і відстані. Ми вже говорили, що фізика, як, утім, і будь-яка інша наука, ґрунтується на спостереженнях. Можна навіть сказати, що розвиток фізичних наук до їхнього сучасного рівня величезною мірою залежав від фактів, заснованих на кількісних спостереженнях. Тільки за допомогою кількісних спостережень можна отримати кількісні співвідношення — серце сучасної фізики.
Багато хто вважає, що фізика бере свій початок від досліду, проведеного Галілеєм 350 років тому, а сам Галілей є першим фізиком. До цього часу вивчення руху було суто філософським і ґрунтувалося на доводах, які були плодом фантазії. Більшість цих доводів були вигадані Аристотелем та іншими грецькими філософами і розглядалися як «доведені». Але Галілей був скептиком і поставив такий дослід: по похилій площині він пускав кулю і спостерігав за її рухом (фіг. 5.1). Галілей не просто дивився, як котиться куля, а вимірював ту відстань, яку пройшла куля, і визначав час, протягом якого куля проходила цю відстань. Спосіб вимірювання відстаней був добре відомий ще задовго до Галілея, однак точного способу вимірювання часу, особливо коротких інтервалів, не було. Хоча згодом Галілей винайшов досконаліші годинники (аж ніяк не схожі на сучасні), але у своїх перших дослідах для відліку рівних проміжків часу він використовував власний пульс. Давайте зробимо те саме.
Будемо рахувати удари пульсу, поки кулька котиться вниз: «Один... два... три... чотири... п'ять... шість... сім... вісім...». Нехай хтось відмічає положення кульки на кожен рахунок. Тепер можна виміряти відстань, яку кулька пройшла за один, два, три і т. д. рівних інтервалів часу. Галілей сформулював результат своїх спостережень так: якщо відмічати положення кульки через 1, 2, 3, 4,... одиниці часу від початку руху, то виявиться, що ці відмітки віддалені від початкового положення пропорційно числам 1, 4, 9,16, ... . Зараз ми сказали б, що відстань пропорційна квадрату часу: s ~ t2
Таким чином, вивчення процесу руху (основи сучасної фізики) починається з питань: де і коли?
Багато хто вважає, що фізика бере свій початок від досліду, проведеного Галілеєм 350 років тому, а сам Галілей є першим фізиком. До цього часу вивчення руху було суто філософським і ґрунтувалося на доводах, які були плодом фантазії. Більшість цих доводів були вигадані Аристотелем та іншими грецькими філософами і розглядалися як «доведені». Але Галілей був скептиком і поставив такий дослід: по похилій площині він пускав кулю і спостерігав за її рухом (фіг. 5.1). Галілей не просто дивився, як котиться куля, а вимірював ту відстань, яку пройшла куля, і визначав час, протягом якого куля проходила цю відстань. Спосіб вимірювання відстаней був добре відомий ще задовго до Галілея, однак точного способу вимірювання часу, особливо коротких інтервалів, не було. Хоча згодом Галілей винайшов досконаліші годинники (аж ніяк не схожі на сучасні), але у своїх перших дослідах для відліку рівних проміжків часу він використовував власний пульс. Давайте зробимо те саме.
Будемо рахувати удари пульсу, поки кулька котиться вниз: «Один... два... три... чотири... п'ять... шість... сім... вісім...». Нехай хтось відмічає положення кульки на кожен рахунок. Тепер можна виміряти відстань, яку кулька пройшла за один, два, три і т. д. рівних інтервалів часу. Галілей сформулював результат своїх спостережень так: якщо відмічати положення кульки через 1, 2, 3, 4,... одиниці часу від початку руху, то виявиться, що ці відмітки віддалені від початкового положення пропорційно числам 1, 4, 9,16, ... . Зараз ми сказали б, що відстань пропорційна квадрату часу: s ~ t2
Таким чином, вивчення процесу руху (основи сучасної фізики) починається з питань: де і коли?