آرمسترانگ در ماه ، ما در زمین

از ویکی خرد

چکیده پروژه:

اهداف: هدف پروژه بررسی تاثیر اصطکاک هوا در سرعت سقوط آزاد اجسام است

گزارش درباره گالیله گالیلئو گالیله دانشمند و مخترع سرشناس ایتالیائی در سده‌های ۱۶ و ۱۷ میلادی بود. گالیله در فیزیک، نجوم، ریاضیات و فلسفه علم تبحر داشت و یکی از پایه‌گذاران تحول علمی و گذار به دوران دانش نوین بود بخشی از شهرت وی به دلیل تأیید نظریه کوپرنیک مبنی بر مرکزیت نداشتن زمین در جهان است که منجر به محاکمه وی در دادگاه تفتیش عقاید شد. گالیله با تلسکوپی که خود ساخته بود به رصد آسمان‌ها پرداخت و توانست جزئیات سطح ماه را مشاهده کند. زندگینامه گالیله در ۱۵ فوریه ۱۵۶۴ در شهر پیزای ایتالیا به دنیا آمد. پدر گالیله، وینچنزو (Vincenzo Galilei) از موسیقیدانان به نام بود. گالیله دارای پنج خواهر و برادر دیگر بود. ابتدا قرار بود در کلیسا برای کشیش شدن مشغول شود اما پدرش وی را به تحصیل در رشته پزشکی در دانشگاه پیزا فرستاد. گالیله طب را نیاموخت اما به جای آن به مطالعه ریاضیات پرداخت و به آن علاقه مند شد به گونه‌ای که در سال ۱۵۸۹ توانست به عنوان مدرس ریاضیات در همین دانشگاه به کار مشغول شود. سه سال بعد به دانشگاه پادوا رفت و به تدریس هندسه، مکانیک و نجوم پرداخت. وی تا سال ۱۶۱۰ آموزش و پژوهش را در این دانشگاه ادامه داد و بیشترین دستاوردهای علمی و تحقیقاتی وی مربوط به همین دوره‌است. گالیله در ۸ ژانویه ۱۶۴۲ در سن هفتاد و هفت سالگی درگذشت.

محاکمه گالیله در کلیسا و دادگاه تفتیش عقاید در سال ۱۶۱۰ انتشار یافته‌های علمی وی در تائید نظر کوپرنیک مبنی بر ثابت نبودن زمین و گردش آن به دور خورشید باعث شد تا وی از سوی کلیسا مورد بازجویی و تفتیش عقاید قرار گیرد. این نظریه مخالف نص کتاب مقدس بود و از سویی با نظریات ارسطو که کلیسا حامی آن بود همخوانی نداشت. وی مجبور به امضای توبه نامه‌ای با این مضمون شد: « در هفتادمین سال زندگی در مقابل شما به زانو درآمده‌ام و در حالی که کتاب مقدس را پیش چشم دارم و با دستهای خود لمس می‌کنم توبه می‌کنم و ادعای خالی از حقیقت حرکت زمین را انکار می‌کنم و آنرا منفور و مطرود می‌نمایم.  » وی شش سال بعد رسما از تدریس نظریه کوپرنیک در دانشگاه منع شد و تا سالها بعد مرتب مورد بازخواست کلیسا قرار می‌گرفت. سرانجام گالیله علیرغم اعتقاد درونی اش، مجبور شد اعتراف کند که نظریه ارسطو درست است و زمین مرکز جهان است . دستاوردها گالیله در پیدایش شیوه علمی سنجش و بررسی نقش مهمی داشت. به باور گالیله یکی از برجسته ترین دانشمندان رنسانس در اوایل قرن ۱۶ «بدون ابزار شناخت علمی نمی‌توان به علم دست یافت.» او معتقد بود که: «برای شناخت علمی بجای گمانه زنی ، باید هر چیز را اندازه گیری و سنجش کرد. آنچه را که نمی‌توان اندازه گرفت را نیز باید کوشش کرد که قابل اندازه گیری کرد.» او همچنین نوشت که: «قانون طبیعت با زبان مادی نوشته شده‌است.» روش علمی تازه نخستین گام اساسی بشر بسوی کشف یک دنیای تازه بود و راه را برای انقلاب علمی و فنی و اختراعات تازه و دگرگون ساز گشود . دوران نوزایی در حقیقت دوران آزادی انسان از قید و بند طبیعت و نیز جهل خود خواسته انسان بود . طبیعت دیگر چیزی نبود که ماورا انسان قرار گرفته باشد و انسان تنها چیزهایی درباره اش می‌داند، بلکه طبیعت به موضوع کار، تجربه و کاربرد انسان تبدیل شد.

برخی گالیله را مخترع تلسکوپ می‌دانند. در سال ۱۶۰۹ شایع شد که در سوئیس با ترکیب عدسی‌ها توانسته‌اند وسیله‌ای برای مشاهده اشیای دور دست اختراع کنند . وی در همین سال توانست اولین تلسکوپ خود را با ترکیب کردن چند عدسی بسازد که از قدرت کمی برخوردار بود اما گالیله با آن توانست مشاهدات علمی فراوانی کند. گالیله نخستین کسی بود که چهار ماه سیاره مشتری را رصد کرد. با رصد راه شیری گالیله دریافت که تعداد ستارگان این مجموعه بیشتر از آن است که قابل شمارش باشد. گالیله نخستین کسی بود که جزئیات سطح ماه را با تلسکوپ مشاهده و ثبت کرد. وی همچنین دریافت که نور ماه حاصل انعکاس نور خورشید است و این نور از خودش نیست .

آزمایش گالیله گالیله در زمان استادی در دانشگاه پیزا ، در باره سقوط اجسام مطالعه کرد و با آزمایش بر سطح شیبدار که خود مبتکر آن بود ، نتیجه گرفت که اگر فقط نیروی وزن بر اجسام مختلف اثر کند ، شتاب سقوط برای همه ی آنها یکسان است و به عبارت دیگر در جایی که هوا نیست ، همه ی اجسام با شتاب یکسان سقوط می کنند. گالیله دو نوع آزمایش انجام داد : 1/ دو گلوله ی کاملا یکسان فلزی که یکی سنکین تر از دیگری بود را از بالای برج پیزا به صورت هم زمان رها نمود و متوجه شد که هر دو با هم به سطح زمین رسیدند. ( گالیله گلوله های یکسان گرفت تا اثر اصطحکا ک هوا روی هر دو یکسان باشد.) 2/ سطح شیبداری ساخت و روی آن اجسام مختلفی را رها نمود و زمان رسیدن آنها را به پایین سطح شیبدار اندازه گرفت.

از آزمایشات بالا او نتیجه گرفت که سقوط اجسام که فقط تحت تاثیر نیروی وزن آنها صورت می گیرد هیچ ارتباطی با اندازه نیروی وزن آنها ندارد . به عبارت دیگر در جایی که هوا وجود ندارد همه اجسام با شتاب یکسان سقوط می کنند.

( سقوط آزاد)

آزمایش آرمسترانگ آرمسترانگ اولین فضانوردی بود که پا بر روی سطح ماه گذاشت. او در کره ی ماه جلوی دوربین فیلم برداری یک چکش و یک پر را از یک ازتفاع مشخص با هم رها نمود و مشاهده کرد که هر دو با هم به سطح کره ی ماه رسیدند ( اثبات حرف گالیله). در روی سطح زمین اگر این آزمایش را انجام بدهیم، می بینیم که چکش خیلی سریع تر از پر به روی زمین سقوط می‌کند. علت این رویداد وجود هوا در جو زمین است که بر اثر برخورد ملکول‌های هوا با جسم درحال سقوط و ایجاد اصطکاک از شتاب و سرعت جسم در حال سقوط می کاهد. به همین دلیل شتاب و سرعت اجسام گوناگون در زمین با هم متفاوت است. مسافت طی شده سقوط آزاد اجسام در خلاء: y=(-1)/2 gt^2+v_0 t+y_0 Y : مسافت طی شده g : شتاب جاذبه t : زمان V. : سرعت اولیه y. : ارتفاع اولیه

با استفاده از فرمول فوق می توان مسافت طی شده در خلاء توسط یک جسم را بدست آورد. همان طوری که در فرمول فوق می بینیم سقوط اجسام هیچ ارتباطی با وزن آنها ندارد. برای بررسی موارد فوق چند آزمایش انجام می‌دهیم: آزمایش اول : تعداد 4 عدد توپ را توسط نخ در ارتفاع 1 متری از سقف آویزان می کنیم. دو عدد توپ پینگ پنگ که یکی از آنها (مشکی) پر از آب شده است و یک عدد توپ تنیس و یک عدد توپ فوتبال پلاستیکی. دوربین مورد استفاده توانایی ضبط 30 فریم در ثانیه را دارد. با بریدن نخ‌ها و مشاهده‌ی سقوط آزاد توپ‌ها می‌بینیم که توپ فوتبال پلاستیکی و توپ پینگ پنگ مشکی و توپ تنیس با هم به زمین می‌رسند و توپ پینگ پنگ معمولی دیرتر از بقیه به زمین می‌رسد. با بررسی فریم‌های ضبط شده در زمان‌های مختلف ارتفاع جسم در حال سقوط آزاد را بدست می‌آوریم.

آزمایش دوم: یک عدد پر را از ارتفاع 1 متری رها می کنیم و مطابق آزمایش قبل با بررسی فریم های ضبط شده در زمانهای مختلف ارتفاع جسم در حال سقوط آزاد را بدست می آوریم .

آزمایش سوم : یک عدد دفتر را از ارتفاع 1 متری رها می کنیم و مطابق آزمایش قبل با بررسی فریم های ضبط شده در زمان‌های مختلف ارتفاع جسم در حال سقوط آزاد را بدست می‌آوریم .

آزمایش چهارم : یک عدد کاغذ دفتر را از ارتفاع 1 متری رها می‌کنیم و همانند آزمایش قبل با بررسی فریم‌های ضبط شده در زمان‌های مختلف ارتفاع جسم را در حال سقوط آزاد به‌دست می‌آوریم.

در ابتدا ما محفظه ی شیشه ای ساختیم و برای اطمینان به محکم بودن و نیز مقاوم بودن آن قطعه چوب هایی را درون آن چسباندیم و متاسفانه در اولین باری که خلاء ایجاد کردیم، محفظه شکست . بعد از این اتفاق ما با استفاده از یک لوله‌ی گاز بریده شده، شیشه محفظه را مقاوم تر درست نموده و آزمایش های مورد نظر خود را انجام دادیم .

نمودار ها :

thumb|left|300px

منابع:

-سایت wikiprdia
-سر گذشت فیزیکدان ها
-مستند هایی درباره ی آزمایش های آرمسترانگ