关键概念
物理
自由落体
受力
重力
质量
惯性
介绍
你有没有想过重的物体的下落速度会比轻的物体快多少？试想一下，如果你在同一时间让它们从同一高度自由下落，哪个会先接触到地面？是重量大的物体先着地？还是它们同时着地？早在16世纪晚期，意大利著名科学家伽利略也产生过相同的疑问。他通过实验解答了这些问题。现在，你可以通过自己的实验验证哪个物体的下落速度更快。
背景
在公元前四世纪，希腊哲学家亚里士多德提出，物体下落的速度可能与其质量相关。换句话说，如果两个物体尺寸相同，但是其中一个较重，较重的物体就比较轻的物体有更大的密度。因此，当它们同时从相同的高度下落，较重的物体会比较轻的物体先触及地面，这是真的吗？
大概一千八年之后，在十六世纪晚期，意大利年轻科学家、数学家伽利略质疑了亚里士多德的物体下落的理论。他通过一些实验去检验亚里士多德的理论。据传说，1589年，伽利略站在比萨塔的顶部，扔下了密度不同但尺寸相同的两个小球。尽管这件事的真实性有待考证，但是这件事情强调了实验对于验证科学理论的重要性，这一点在2000年后的今天仍然适用。
材料
两个相同尺寸，但是质量不同的小球。例如，你可以利用金属材质和橡胶材质的，或者是木制小球和塑料小球，但是尺寸要相同。如果找不到这样的小球，你也可以用苹果或者是相似尺寸的岩石块来代替。
梯子或踏脚凳
一台摄像机和一名助手（可选）
准备
你将让两个小球在相同的时间，从相同的高度下落。爬上梯子或踏脚凳去完成你的实验，如果你使用较重的小球，要确保你所找的场地不会在小球着地的时候被碰坏。
如果你打算使用摄像机去记录这个实验，那就需要提前架设好摄像机，让你的助手准备拍摄。
在登上梯子或踏脚凳的时候要小心安全。
步骤
拿着小球小心地爬上梯子。
在相同的高度同时丢下小球。如果你使用了摄像机，你要确保摄像机能够记录下小球下落接触到地板的景象。
小球是一个先于另一个接触到地面，还是同时接触到地面？
至少重复试验两次。你的结果是否一致？是一个比另外一个先接触到地面，还是两个小球总是在相同的时间接触到地面？
如果你对你的实验进行了录像，你可以通过录像观察你的结果。
你可以对你的实验结果进行解释吗？
拓展：试着用具有相同质量但是尺寸不同的物体重复实验。是一个先于另外一个接触到地面，还是两个同时接触到地面？
拓展：测试两个外形不同，相同质量的物体。例如，你可以试着用一个很大的毛球和一个很小的球。是一个先于另外一个接触到地面，还是两个同时接触到地面？
拓展：你可以用摄像机的慢镜回放来观察实验当中的慢动作。你看清楚它们是怎样下落的么？是否所有物体都是以相同的速度下落，还是其中一个比另一个快呢？
观察与结果
小球是否在同一时间接触到地面？
你可能已经发现，两个小球大概在同一时间接触到地面。正如传说中伽利略1589年在比萨塔的实验结果那样，同样，也有人质疑结果到底是否真实。 如果你忽略空气的阻力作用，物体在地球表面下落时的加速度大约为9.8米/每秒的平方(9.8 m/s2, 或 g)，这是由于地球的重力所引起的。所以对所有物体来说加速度都是相同的，即它们速度的增量是固定的数值。因为下降时候受到的力等于物体的质量与加速的 g的乘积，物体的质量越大，其受到的重力作用就越大。越重的物体其惯性也就越大，这就意味着重的物体比轻的物体更难以移动，所以需要更大的作用力来让重的物体具有与轻的物体相同的速度。
（翻译 刘夏，审校 李昱）
留言