自由落体定律

　　伽利略“自由落体”定律：物体下落的加速度与物体的重量无关，也与物体的质量无关。该实验理论上是要在真空中进行，因为要排除空气阻力对实验的影响。但物体重力远大于空气阻力时，实验误差很小，可忽略不计，实验也可进行。

一、自由落体定律的发现

　　伽利略•伽利雷(1564-1642)，意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。

　　1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，得出了重量不同的两个铁球会同时下落的结论。推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个影响了1900多年之久的错误结论。

　　关于自由落体实验，伽利略做了很多的实验，他在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来，并测量下落时间的差别。结果发现，各种物体几乎都是同时落地，不分先后。这说明了，下落运动与物体的具体特征并无关系。无论木制球还是铁制球，如果同时从塔顶开始下落，它们将同时到达地面。伽利略通过反复的实验，认为如果不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。

　　不同重量的物体在真空条件下会同时落地，当美国宇航员大卫·斯科特登月后曾尝试于同一高度同时扔下一根羽毛和一把铁榔头，并发现它们同时落地，这证明了自由落体定律的正确性。

二、自由落体定律的意义和局限

　　自由落体定律的意义：

　　自由落体运动的研究是针对匀加速直线运动的研究，是很容易获得的实验对象。而且，自由落体运动的加速度是地球引力所产生的，研究自由落体运动可以更好的了解地球引力的情况。

　　日常所见的树叶飘落、苹果落地、雪片从天而降等，这些都是因为物体受到重力作用而竖直下落的表现。所以研究自由落体运动对我们生活的各方面都有重要的意义。例如：我们可以通过坠落石头来测量井口到水面的深度;宇航员离开神六时打开降落伞用来减小着陆速度，这些都用到了与自由落体有关的知识。自由落体运动是自然界中一种理想的匀变速直线运动。伽利略也是通过研究自由落体运动，打开了近代物理学的大门。很多物理规律都是不能直接从表面现象得出的，必须通过反复的实验。

　　自由落体定律的局限：

　　我们通过牛顿的万有引力定律分析自由落体运动的规律：任意两个物体之间都遵循着万有引力定律，轻重不同的两个物体在地球的引力场中做自由落体运动会获得相同的加速度，所以实验得出大小两球同时落地的结果是符合万有引力定律的。这就是说伽利略的实验结论和从万有引力定律所做的理论分析是完全一致的，从这一点来说，伽利略的实验是正确的。

　　但是，有引力定律完全成立是需要一定的条件的，必须假定任意两个中性物体之间的相互作用都是完全遵从万有引力定律的，任意两个物体场都与地球场作用的规律完全相同。所以严格来说，自由落体定律有其局限性。

三、自由落体定律对中世纪物理的影响

　　自由落体定律研究意义在于能够更好地认知中世纪科学与物理学的关系，物理学作为中世纪时期最为成熟普遍的科学，也是亚氏研究最为深入的学科，它能让我们更清楚地认识和了解物理学这门学科。

　　中世纪一直以来被人们认为是“黑暗时期”，认为那时的科学几乎毫无建树。难道中世纪无论是对于古代科学的传承，还是对近代科学的发展都不具有任何意义?这种观点看来是不正确的。从科学与宗教关系角度看，中世纪对科学的传承其主要意义在于它不仅仅局限于盲目重复或琐碎修饰亚氏思想和见解，而是对亚氏科学体系做了大量批判，这些批判不仅立足于科学，且还直接基于其思想基础本身统观整个中世纪科学，既存在着古代科学缩影，也对物理学的发展有推动作用。

　　我们在自由落体定律基础之上寻找中世纪科学与物理学的关系，实际上就物理学而言，中世纪物理学研究蕴含着诸多近代物理学根源。除运动学之外，动力学、惯性定律、天体力学和光学等方面的贡献同样或是更能够探究上述问题，由此看出，彻底地否定中世纪在物理学中的重要地位是有失偏颇的，它并不是一片“荒芜”，而是为近代科学提供了思想和理论基础，可以说是近代物理学思想的起源。同时细致、翔实地对史料进行分析，能更好描述出科学创造全过程，对于研究中世纪科学在物理学发展中作用具有启迪意义。