1564年2月15日伽利略出生在意大利比萨一个美丽的滨海城市。那年伽利略18岁正在比萨的的一所学校学习医学,但是他对此并不是很感兴趣,总是陷入各种各样的胡思乱想之中,有一次礼拜天,伽利略随同学去比萨大教堂像往常一样做礼拜。

满眼望去教堂里满是信徒,大家都安静的听着主教的演说,就在这时,外面突然吹来一阵风,把教堂的顶上的吊灯吹得摆来摆去,发出清脆的声音,伽利略不由地抬起头看了下吊灯,这一看,伽利略一下被来回摆动的吊灯深深的吸引住了,早已忘记了自己来教堂的目的了。那么伽利略到底发现了什么呢?

原来伽利略发现了吊灯的来回摆动会随着风的大小而跟着变化,这本来是再正常不过的自然现象了,可是伽利略却悟道了别的东西,他认为虽然吊灯随风的减小而吊灯摆动随之减弱了,但是来回摆动的周期感觉没有什么变化。于是伽利略想用实验证明一下自己的观察结论,他就用手按住自己的脉搏,根据脉搏的跳动来观察吊灯的摆动次数。经过多次实验,伽利略得出了令人兴奋的结论:不管顶灯摆动的幅度有多大,每摆动一次所花费的时间是一样的。这个结论让伽利略兴奋不已,因为在当时人们只信奉亚里士多德的所提出的定律:“摆动幅度越小,需要花费的时间越少”伽利略却意外的发现吊灯摆动的幅度大小与时间没有关系,没等礼拜完毕伽利略飞奔回家。

伽利略请求自己的教父帮忙,伽利略找来了沙钟,并备足了纸张和笔,然后他和教父拿着相同的绳子,然后在每根绳子上都系上同等重量的铅块,又把绳子另一端系在与地面平行的横杆上,然后伽利略用手拿着两个铅块并且把线拉直,分别把这两个铅块拉到不同高度上同时放手,任铅块自由摆动,此时伽利略与教父分别记录不同铅块的摆动情况,然后他们将记录数据进行比较。

经过反复试验,伽利略发现无论这两个铅块摆动幅度如何,他们需要的时间是一样的。因此伽利略发现了摆动的规律,从而提出来了:“摆的等时性原理”,也推翻了亚里士多德关于摆动的错误定论。

如何证明摆的伸长与周期的关系(摆的等时性原理)(1)

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