碰撞动力学

伽利略的研究在局限于若干力作用于单个物体或质量的情形时，是卓有成效的。但是，他在处理物体间的反作用时就不怎么成功，也没有能搞出它们的数学定律。

伽利略清楚地认识到并指出，碰撞力取决于两个因素，即碰憧物体的质量和它在碰撞时的速度。所以，他认为，一次碰撞的力无限地太子纯粹的压力，因为在只有压力的情况下，这两个因素中决定碰撞能量的那一个即速度等于零。因此，他还把一个静止物体的纯粹压力称为“死重量”。

伽利略做的碰撞实验中，有一项实验后来导致重大发展，这里介绍一下这个实验可能是令人感兴趣的。他在一个横梁天平的一臂悬挂两只量筒，一只在另一只的上面（见图 19）。上面的量筒盛有水，下面的则是空的。在另一个臂上挂一个砝码，使这个系统处(48)于平衡。然后让上面量筒中的水（通过这筒底部的小孔）流入下面的量筒。伽利略注视着当水流到下面的量筒时发生的碰撞所产生的效应；但似乎没有发生什么。起初这个臂一度使这两个筒略微上升了一点，好象这量筒系变轻了。但一当水流到下面的量筒，平衡便重又建立，流水对下面的量筒的碰撞似乎没有产生什么效应。伽利略感到不知所措，怎么也无法理解。然而，实际上应当这样来解释。一旦流动达致稳态（假定上面量筒中的水量很大，以致在相当长的时间里水头明显地保持稳定），便没有任何额外的力能作用于由量筒、流体和挂钩组成的系统，因为流体处于稳态运动的那部分即这系统动量的总的垂直分量是恒定的。所以，总的垂直外力等于零。又因为总重量显然是不变的，所以作用于挂钩的

反作用力必定和这总重量大小相等，方向相反，因此与最初状况相同。图 19—一个物体系中各个力的相互关系