Номер 2, страница 135 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 32. Виды колебаний. Темы докладов - номер 2, страница 135.

Условие.

2. Исследования Галилея.

Решение.

Галилео Галилей (1564–1642) — итальянский физик, механик, астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он стал одним из основателей физики как науки в современном её понимании и сыграл ключевую роль в научной революции. Его исследования можно разделить на несколько ключевых направлений.

Астрономические открытия

Главным инструментом Галилея в астрономии стал телескоп, который он не изобрёл, но значительно усовершенствовал, добившись увеличения примерно в 30 раз. С его помощью он совершил ряд революционных открытий, которые нанесли сокрушительный удар по господствовавшей тогда геоцентрической системе мира Птолемея и укрепили позиции гелиоцентрической модели Коперника.

Рельеф Луны: Галилей обнаружил, что поверхность Луны не является идеально гладкой сферой, как утверждала аристотелевская философия, а покрыта горами и впадинами (кратерами). Он даже смог оценить высоту лунных гор по длине отбрасываемых ими теней. Это показало, что Луна — твёрдое тело, подобное Земле, а не эфирное небесное светило.

Спутники Юпитера: В 1610 году Галилей открыл четыре крупнейших спутника Юпитера (названные позже Ио, Европа, Ганимед и Каллисто). Он увидел, что эти небесные тела вращаются не вокруг Земли, а вокруг Юпитера. Это было первым наблюдательным доказательством того, что не все объекты во Вселенной обращаются вокруг Земли, что стало мощным аргументом против геоцентрической модели.

Фазы Венеры: Галилей наблюдал, что Венера проходит через все фазы, подобные лунным, — от тонкого серпа до полного диска. Согласно системе Птолемея, где Венера вращается вокруг Земли по орбите, расположенной между Землёй и Солнцем, она никогда не могла бы быть видна в фазе, близкой к полной. Наблюдения Галилея полностью соответствовали модели Коперника, в которой Венера вращается вокруг Солнца. Это стало одним из самых весомых доказательств в пользу гелиоцентризма.

Солнечные пятна: Наблюдая за Солнцем (с помощью проекции изображения), Галилей обнаружил на его поверхности тёмные пятна. Перемещение этих пятен по солнечному диску позволило ему сделать два вывода: во-первых, Солнце вращается вокруг своей оси, и, во-вторых, поверхность Солнца не является идеальной и неизменной, что также противоречило догмам Аристотеля.

Природа Млечного Пути: С помощью телескопа Галилей установил, что туманная полоса Млечного Пути на самом деле состоит из огромного количества отдельных, очень далёких звёзд, неразличимых невооружённым глазом. Это показало, что Вселенная гораздо масштабнее, чем предполагалось ранее.

Исследования в области механики

Галилей заложил основы классической механики, сформулировав несколько фундаментальных принципов, которые позже были развиты и обобщены Исааком Ньютоном.

Закон свободного падения: Галилей экспериментально опроверг утверждение Аристотеля о том, что скорость падения тела пропорциональна его весу. Согласно знаменитой легенде, он сбрасывал шары разной массы с вершины Пизанской башни, чтобы продемонстрировать, что они достигают земли одновременно. Более достоверно известно о его опытах со скатыванием шаров по наклонной плоскости. Эти эксперименты позволили ему "замедлить" падение и точно измерить время и пройденное расстояние. Он установил, что при свободном падении (в отсутствие сопротивления воздуха) все тела движутся с одинаковым ускорением, а пройденный путь $\text{s}$ пропорционален квадрату времени $\text{t}$: $s \propto t^2$.

Принцип относительности: В своём труде "Диалог о двух главнейших системах мира" Галилей сформулировал принцип относительности, который гласит, что все механические процессы в замкнутой системе протекают одинаково, независимо от того, движется ли эта система равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя. Это объясняло, почему мы не ощущаем движения Земли.

Принцип инерции: Галилей был первым, кто сформулировал закон инерции, хотя и в несколько несовершенной форме. Он пришёл к выводу, что тело, на которое не действуют никакие внешние силы, будет либо покоиться, либо двигаться прямолинейно и равномерно. Это был кардинальный отказ от аристотелевской идеи, что для поддержания движения необходима постоянная сила.

Движение по параболе: Анализируя движение брошенного тела (снаряда), Галилей первым правильно разложил его на две независимые составляющие: равномерное движение по горизонтали (по инерции) и равноускоренное движение по вертикали (под действием силы тяжести). Он математически доказал, что траектория такого движения представляет собой параболу.

Вклад в научный метод

Исследования Галилея ценны не только своими результатами, но и методом их получения. Он решительно порвал со схоластической традицией полагаться на авторитет древних философов (в первую очередь Аристотеля) и Библию. Вместо этого Галилей утверждал, что книга природы написана на языке математики, и для её прочтения необходимы эксперимент и строгое математическое описание явлений. Он считается одним из отцов-основателей современного научного метода, основанного на наблюдении, эксперименте и количественном анализе.

Ответ: Исследования Галилео Галилея заложили фундамент современной физики и астрономии. В астрономии он с помощью телескопа доказал несостоятельность геоцентрической модели, открыв спутники Юпитера, фазы Венеры, горы на Луне и пятна на Солнце, что стало решающим доводом в пользу гелиоцентрической системы Коперника. В механике он сформулировал закон свободного падения (установив, что все тела падают с одинаковым ускорением), принцип относительности и закон инерции, а также проанализировал движение тел под действием силы тяжести. Его главный вклад в науку в целом — утверждение экспериментального, математического метода познания природы, что ознаменовало начало научной революции.