ניסוי המטוטלת

מטוטלת

סלוויאטיסאלביאטי: העובדות שהבאתי עד עתה, ובמיוחד האמת המראה שהפרש משקל אפילו הוא גדול מאוד, אין לו כל חלק בשינוי מהירותם של גופים נופלים, וכי עד כמה שהדבר נוגע למשקל כולם נופלים במהירות שווה-רעיון זה, אומר אני, כה חדש הוא ולכאורה רחוק הוא כל כך מן המתקבל על הדעת, עד שאם אין בידינו דרכים לבררוכאור היום, מוטב היה שלא להזכירו. אבל הואיל והנחתי לו לעלות על שפתי, אל לי להזניח כל ניסוי וכל הוכחה לשם ביסוסו.

סאגרדוסאגרדו: לא זו בלבד, אלא רבות מדעותיך האחרות רחוקות גם הן מן הסברות והתורות המקובלות, עד שאילו פרסמת אותן ברבים היית מקים לך מתנגדים לרוב. כי כך הוא טבעו של האדם שאינו רואה בעין טובה תגליות, בין של אמת בין של טעות, בתחום עיסוקו, אם מצאן אחר זולתו. הם מכנים אותו בשם מחדש-תורה, והוא שםשאינו ערב לאוזני הרבים הרוצים לחתוך על-ידי-זה את הקשרים שאינם יכולים להתירם, ומבקשים להחריב במוקשים תת-קרקעיים בניינים שהקימו אומנים שקדנים בכלים המקובלים. אך לנו, שמחשבות כאלה רחוקות מאתנו, הרי הניסויים וההוכחות שהעלית עד כאן מספיקים כל צורכם. אבל אם יש בידך ניסויים מוחשים יותר או הוכחות חותכותיותר, נשמעם בשמחה.

סלוויאטיסאלביאטי: הניסוי שנעשה בשביל להכריע, אם שני גופים השונים מאוד זה מזה במשקלם נופלים מגובה נתון במהירות אחת, יש בו קושי אחד: שהרי אם גדול הגובה, תהא פעולתו המאיטה של התווך, שהגוף הנופל צריך לחדור בו ולהדפו הצידה גדולה יותר במקרה של התקיפה הקטנה של גוף קל מאשר במקרה של הכוח החזק שלגוף כבד: וכן יישאר הגוף הקל מאחור לאורך דרך ארוכה. אך אם יהיה הגובה מועט, אפשר להטיל ספק בדבר אם יהיה איזה הפרש, ואפילו יהיה הפרש, לא יהא ניכר.

על כן עלה על דעתי, לחזור פעמים רבות על הנפילה מגובה מועט עד שאוכל לצבור את כל הפרשי הזמנים הקטנים שבין פגיעותיהם של גופים כבדים וגופים קלים במקום אחד, וסכום זה יהיה הפרש של זמן, שלא זו בלבד שאפשר לראותו, אלא אף קל לראותו. ונוסף לזה, כדי להפעיל תנועות איטיות עד כמה שאפשר ולמעט על-ידי זה את השינוי הבאמהתנגדות התווך לפעולתו של הכובד בפני עצמו, עלה על דעתי להניח לגופים ליפול לאורך מישור הנטוי קצת כנגד הקו האופקי. כי במישור כזה, לא פחות מאשר בכיוון אנכי, תוכל למצוא כיצד מתנהגים גופים בעלי משקלים שונים. מלבד זה חפצתי להיפטר מן ההתנגדות העלולה להיווצר מנגיעתו של הגוף הנע במישור הנטוי הזה. לפיכך נטלתישני כדורים, האחד של עופרת והשני של שעם והראשון כבד יותר מפי מאה מהשני, ותליתי אותם במוטים דקים שווים, ארבע או חמש אמות אורך כל אחד. לאחר שהטיתי כל כדור מקו האנך, הנחתי להם ללכת בבת אחת, ובנפלם לאורך היקפי המעגלים שהחוטים השווים הם חצאי-הקוטר שלהם, חלפו על פני האנך וחזרו באותו המסלול. תנועת הלוך וחזור זו נשנתה מאה פעמים והראתה ברור, שהגוף הכבד הולך בזמן הילוכו של הגוף הקל בקירוב כזה, שלא במאה תנודות ואף לא באלף יקדימנו אפילו ברגע קל שבקל, אלא שהם הולכים צעד בצעד זה עם זה. וכן נוכל להבחין בהשפעת התווך, שעל-ידי התנגדותו לתנועה הוא ממעט את תנודת השעם יותר מזו של העופרת, אבל אינו עושה אתהתנודה תדירה פחות או יותר. אפילו בשעה שהקשת, שעבר השעם, לא עלתה על חמש או שש מעלות, ואילו של העופרת היתה חמישים או שישים, היו זמניהן של התנודות שווים.

סימפליציוסימפליציו: אם כך הדבר, למה אין מהירות העופרת גדולה ממהירות השעם, והרי זו עוברת שישים מעלות באותו פרק זמן עצמו שהשעם אינו עובר אף לא שש מעלות?

סלוויאטיסאלביאטי: אך מה היית אומר, סימפלציו, אילו היו שניהם עושים את דרכם בפרק זמן שווה בשעה שהשעם שהוסט הצידה שלושים מעלות, עובר קשת של שישים, ואילו העופרת שהוסטה הצדה שתי מעלות בלבד עוברת קשת בת ארבע מעלות? כלום לא היה כאן השעם המהיר שבהם לפי השיעור? ובאמת כך מלמד הניסוי. אבל בואוהשגח בדבר זה: לאחר שהסטנו את מטוטלת העופרת בקשת של חמישים מעלות, למשל, והנחנו אותה לעצמה, היא יוצאת אל עבר האנך כמעט חמישים מעלות, וכך היא רושמת קשת של מאה מעלות בקירוב. בתנודה החוזרת היא רושמת קשת שנתמעטה קצת. ולאחר תנודות מרובות כאלה היא באה לאחרונה לידי מנוחה. תנודות כאלה, ואפילו הןשל תשעים, חמישים, עשרים, עשר או ארבע מעלות, פרקי זמניהן שווים: ולפיכך הולכת מהירות הגוף וקטנה, שהרי בפרקי זמנים שווים הוא עובר קשתות ההולכות וקטנות.

דבר זה עצמו נעשה במטוטלת של שעם התלויה בחוט שאורכו שווה, אלא שבשביל להביאה לידי מנוחה דרושות תנודות מועטות יותר, שהרי מפני קלותה פחות כוחה להתגבר על התנגדות האוויר. ואף-על-פי-כן נעשות התנודות, כגדולות וכקטנות, בפרקי זמנים שלא זו בלבד שהם שווים זה לזה אלא גם שווים לזמני התנודות של מטוטלת העופרת.על-כן נכון הדבר שהשעם איטי מן העופרת, שכן בזמן שהעופרת עוברת קשת בת חמישים מעלות עובר השעם עשר בלבד: אבל כנגד זה יקרה גם כן שהשעם יעבור קשת בת חמישים בזמן שהעופרת עוברת קשת בת עשר או שש בלבד: עד שלעיתים מהירה יותר תנועת העופרת, לעתים תנועת השעם. אך אם גופים אלה עצמם עוברים קשתות שוותבזמנים שווים, נוכל להיות בטוחים שמהירויותיהם שוות.