第204章 鐵球實驗引出【自由落體定律】
明末木匠天啟落水後無敵 作者：盜草人 投票推薦 加入書簽 留言反饋
第二天，所有的東西都準備好。
萬眾期待的鐵球試驗開始了。
“徐光啟，讓工匠將三個鐵球同時固定在5米的高台上，工匠設計的卡扣盡量保證三個鐵球同時鬆開。”
“臣遵旨！”
徐光啟得令後讓工匠將1斤、6斤、10斤重的鐵球固定在5米高台。
“放！”
隨著朱由校一聲令下，上麵工匠鬆開卡扣，在眾人圍觀下三個鐵球幾乎同時落地。
有那麽一點細微的差別眾人也看不出來。
“諸位可信服了？”
朱由校一臉傲嬌的看著眾人。
“陛下，臣還想再試一次，臣堅信，位置要是高一點，小的鐵球肯定先落地。”
方以智倔強的說道。
“準了，今日這裏無君臣，我們隻做科學探討。”
在眾人的圍觀下，鐵球在5米高台再做了兩次試驗，在10米高台做了3次試驗，在20米高台做了3次試驗。
所有的實驗結果都一樣，三個鐵球均是同時落地。
“諸位可從中學到了什麽？或者受到什麽啟發，值得我們思考？”
“不應該啊！重量大的應該先落地啊！”
“那隻是你們認為，同種材質的不同重量物體，在初始速度為0的情況下同時落地，說明他們所用的時間相同。
當然因為空氣會對鐵球造成摩擦，有一定的阻力。
假如這個高度足夠高，考慮到空氣的阻力，哪個鐵球先落地還真說不準。
這個不是我們目前能研究 範疇。
你們隻需要記住，朕將這個現象叫做【自由落體定律】。
隻要在地球上任何物體哦度不能違背自由落體定律，當然也會有些特殊情況，這是因為地球本來就有一個磁場。
這議題以後你們慢慢研究。
從這個實驗中你們要學會思考很多。
比如從5米多下花費了多少時間，從10米多地花費了多少時間，從20米高度落下花費了多少時間。
同一個鐵球從10米高落下的時間會不會是從5米高落下時間的兩倍？
或者10米落下需要的時間隻比5米高落下花費的多一點？
這些都需要經過多次實驗計算，最後你們需要得出一個物體自由落地產生的加速度。
加速度就是從高空自由落地他落地時候的末尾速度回越來越快。
這些都需要你們慢慢研究。”
“臣等遵旨！”
“現在出現一個問題，是如何讓我們的計時更精準！
朕的意思是你們可以設計一個機械計時的儀器。
一天12個時辰，你們將12個時辰分成24個小時。
每個小時又分為60分鍾，每分鍾又分為60秒。
至於為什麽每個小時分60分鍾，這個就需要你們慢慢琢磨其中的道理。”
朱由校說著說著差點斷片，他自己都不知道怎麽解釋一個小時為毛要分60分鍾。
“臣等遵旨！”
“計時機械的樣式大概是這樣，朕昨晚已經給你們畫出來。
一個圓朕將其定義為360度，一半為180度，四分之一為90度。
你們將一天的時辰按照朕剛才朕說的劃分樣式，做出一些精細的刻度均勻鑲嵌在木盤上。
上麵一共有三個指針，最短最粗的朕叫他時針，其次這個叫分針，最細最長的叫秒針。
一圈一共60個刻度，秒針轉一圈，就是一分鍾。分針走一個刻度。
當分針轉完一圈60個刻度，就是一個小時，時針轉一個刻度。
這樣一來我們一天12個時辰，這個機械時針需要轉兩圈。
這個機械朕將其命名為【鍾表】，代替日晷計時。
當我大明日晷午時正的時候，鍾表的時針、分針、秒針將會重疊在12這個刻度，表示一天時間過半。
等三個指針再次到12點重合的時候對應我日晷的午夜子時整，此時代表一天時間的開始
科學院槍械用的彈簧現在已經可以批量生產，你們可以設計一個機械，將彈簧拉直盤城一個一圈又一圈的盤裝。
設計一個卡扣，秒針每波動一下彈簧就鬆動一下，當彈簧鬆到沒力道的時候，12個時辰正好走完。
你們就需要設計一個機擴，讓彈簧在鬆弛萬以前可以手動的轉動機擴，讓彈簧繃緊。
這樣我大明以後就有了精準的計時工具。”
朱由校說完的時候所有的人都愣在那裏，太厲害了，自家的皇帝有著經天緯地之才。
“諸位可聽明白了？”
“臣等明白！”
“嗯，現在我們的工業還不發達，等我們的工業發到到一定程度，可以將鍾表設計成核桃大小，戴在手腕，這樣我們以後隨時隨地都可以看清楚時間了。
諸位回去分工研製，等鍾表製作出來，以後許多實驗需要計時，諸位都可以用鍾表精確計時，讓實驗誤差減小。”
“臣等遵旨！”
“走回實驗室，朕再給你們做個小孔成像，光的折射實驗，還有陽光下潑水彩虹實驗，讓你們對科學產生更濃厚的興趣！”
“臣等遵旨！”
接下來朱由校就帶著他們做了前世小學實踐課的幾個小實驗，可把眾人樂的，現在朱由校在他們眼裏就是神。
活該他是皇帝，隻有皇帝才配擁有如此經天緯地的才華。
三個實驗做完後，眾人對科學的興趣越來越濃厚。
朱由校此時穿越到這個世界整整一年，要說最自豪的事情，那就是創建了科學院。
現在計量單位已經全部統一，距離長度單位，毫米、分米、厘米、米、千米代替以前采用跨步計算的粗略統計方法。
重量單位，科學院現在采用克、千克、斤、公斤的新式單位，代替以前的鬥、石這些粗略的單位。
當然這些單位目前隻在科學院流通，想要普及民間需要一個過程。
現在又增加了精確的時間計量單位，未來朱由校將引導眾人建立熱量單位、體積單位、氣壓單位、溫度單位！
“徐光啟，讓科學院先把天平、遊標卡尺做出來，玻璃已經燒製出來，溫度計現在也可以開始研究了。
朕現在將天平、遊標卡尺的圖紙給你畫出來。”
做完小實驗後朱由校查缺補漏，直接將三個任務交給了徐光啟。
“臣遵旨！”
“科學一路任重道遠，接下來一段時間朕要研究閃電的力量，嚐試將閃電的力量為我們人類馴服。
你帶著諸位大臣接著 研究蒸汽機，和金屬冶煉。
山西的鐵礦呈現黃褐色，是因為裏麵含有硫磺，江西的鐵礦呈現烏黑色，是因為裏麵還有金屬【鎢】，煉製的鋼鐵中含有少量鎢可是鋼鐵強度增加。
這些你們需要不斷的研究，回頭你找一下魏忠賢，讓他從全國各地采集一批鐵礦石樣本，帶回京城你們親自冶煉試驗。
朕相信我們會冶煉出強度更高的鋼鐵。”
朱由校本想提出高碳鋼，說實話他自己還沒研究明白，就沒提出來。
“臣等遵旨！”
萬眾期待的鐵球試驗開始了。
“徐光啟，讓工匠將三個鐵球同時固定在5米的高台上，工匠設計的卡扣盡量保證三個鐵球同時鬆開。”
“臣遵旨！”
徐光啟得令後讓工匠將1斤、6斤、10斤重的鐵球固定在5米高台。
“放！”
隨著朱由校一聲令下，上麵工匠鬆開卡扣，在眾人圍觀下三個鐵球幾乎同時落地。
有那麽一點細微的差別眾人也看不出來。
“諸位可信服了？”
朱由校一臉傲嬌的看著眾人。
“陛下，臣還想再試一次，臣堅信，位置要是高一點，小的鐵球肯定先落地。”
方以智倔強的說道。
“準了，今日這裏無君臣，我們隻做科學探討。”
在眾人的圍觀下，鐵球在5米高台再做了兩次試驗，在10米高台做了3次試驗，在20米高台做了3次試驗。
所有的實驗結果都一樣，三個鐵球均是同時落地。
“諸位可從中學到了什麽？或者受到什麽啟發，值得我們思考？”
“不應該啊！重量大的應該先落地啊！”
“那隻是你們認為，同種材質的不同重量物體，在初始速度為0的情況下同時落地，說明他們所用的時間相同。
當然因為空氣會對鐵球造成摩擦，有一定的阻力。
假如這個高度足夠高，考慮到空氣的阻力，哪個鐵球先落地還真說不準。
這個不是我們目前能研究 範疇。
你們隻需要記住，朕將這個現象叫做【自由落體定律】。
隻要在地球上任何物體哦度不能違背自由落體定律，當然也會有些特殊情況，這是因為地球本來就有一個磁場。
這議題以後你們慢慢研究。
從這個實驗中你們要學會思考很多。
比如從5米多下花費了多少時間，從10米多地花費了多少時間，從20米高度落下花費了多少時間。
同一個鐵球從10米高落下的時間會不會是從5米高落下時間的兩倍？
或者10米落下需要的時間隻比5米高落下花費的多一點？
這些都需要經過多次實驗計算，最後你們需要得出一個物體自由落地產生的加速度。
加速度就是從高空自由落地他落地時候的末尾速度回越來越快。
這些都需要你們慢慢研究。”
“臣等遵旨！”
“現在出現一個問題，是如何讓我們的計時更精準！
朕的意思是你們可以設計一個機械計時的儀器。
一天12個時辰，你們將12個時辰分成24個小時。
每個小時又分為60分鍾，每分鍾又分為60秒。
至於為什麽每個小時分60分鍾，這個就需要你們慢慢琢磨其中的道理。”
朱由校說著說著差點斷片，他自己都不知道怎麽解釋一個小時為毛要分60分鍾。
“臣等遵旨！”
“計時機械的樣式大概是這樣，朕昨晚已經給你們畫出來。
一個圓朕將其定義為360度，一半為180度，四分之一為90度。
你們將一天的時辰按照朕剛才朕說的劃分樣式，做出一些精細的刻度均勻鑲嵌在木盤上。
上麵一共有三個指針，最短最粗的朕叫他時針，其次這個叫分針，最細最長的叫秒針。
一圈一共60個刻度，秒針轉一圈，就是一分鍾。分針走一個刻度。
當分針轉完一圈60個刻度，就是一個小時，時針轉一個刻度。
這樣一來我們一天12個時辰，這個機械時針需要轉兩圈。
這個機械朕將其命名為【鍾表】，代替日晷計時。
當我大明日晷午時正的時候，鍾表的時針、分針、秒針將會重疊在12這個刻度，表示一天時間過半。
等三個指針再次到12點重合的時候對應我日晷的午夜子時整，此時代表一天時間的開始
科學院槍械用的彈簧現在已經可以批量生產，你們可以設計一個機械，將彈簧拉直盤城一個一圈又一圈的盤裝。
設計一個卡扣，秒針每波動一下彈簧就鬆動一下，當彈簧鬆到沒力道的時候，12個時辰正好走完。
你們就需要設計一個機擴，讓彈簧在鬆弛萬以前可以手動的轉動機擴，讓彈簧繃緊。
這樣我大明以後就有了精準的計時工具。”
朱由校說完的時候所有的人都愣在那裏，太厲害了，自家的皇帝有著經天緯地之才。
“諸位可聽明白了？”
“臣等明白！”
“嗯，現在我們的工業還不發達，等我們的工業發到到一定程度，可以將鍾表設計成核桃大小，戴在手腕，這樣我們以後隨時隨地都可以看清楚時間了。
諸位回去分工研製，等鍾表製作出來，以後許多實驗需要計時，諸位都可以用鍾表精確計時，讓實驗誤差減小。”
“臣等遵旨！”
“走回實驗室，朕再給你們做個小孔成像，光的折射實驗，還有陽光下潑水彩虹實驗，讓你們對科學產生更濃厚的興趣！”
“臣等遵旨！”
接下來朱由校就帶著他們做了前世小學實踐課的幾個小實驗，可把眾人樂的，現在朱由校在他們眼裏就是神。
活該他是皇帝，隻有皇帝才配擁有如此經天緯地的才華。
三個實驗做完後，眾人對科學的興趣越來越濃厚。
朱由校此時穿越到這個世界整整一年，要說最自豪的事情，那就是創建了科學院。
現在計量單位已經全部統一，距離長度單位，毫米、分米、厘米、米、千米代替以前采用跨步計算的粗略統計方法。
重量單位，科學院現在采用克、千克、斤、公斤的新式單位，代替以前的鬥、石這些粗略的單位。
當然這些單位目前隻在科學院流通，想要普及民間需要一個過程。
現在又增加了精確的時間計量單位，未來朱由校將引導眾人建立熱量單位、體積單位、氣壓單位、溫度單位！
“徐光啟，讓科學院先把天平、遊標卡尺做出來，玻璃已經燒製出來，溫度計現在也可以開始研究了。
朕現在將天平、遊標卡尺的圖紙給你畫出來。”
做完小實驗後朱由校查缺補漏，直接將三個任務交給了徐光啟。
“臣遵旨！”
“科學一路任重道遠，接下來一段時間朕要研究閃電的力量，嚐試將閃電的力量為我們人類馴服。
你帶著諸位大臣接著 研究蒸汽機，和金屬冶煉。
山西的鐵礦呈現黃褐色，是因為裏麵含有硫磺，江西的鐵礦呈現烏黑色，是因為裏麵還有金屬【鎢】，煉製的鋼鐵中含有少量鎢可是鋼鐵強度增加。
這些你們需要不斷的研究，回頭你找一下魏忠賢，讓他從全國各地采集一批鐵礦石樣本，帶回京城你們親自冶煉試驗。
朕相信我們會冶煉出強度更高的鋼鐵。”
朱由校本想提出高碳鋼，說實話他自己還沒研究明白，就沒提出來。
“臣等遵旨！”