希臘物理學家斯特拉托(Strato, 前約340年-前270)觀察到, 當水滴下落時, 水滴的間路在下落過程中不斷增大, 他由此得出水滴加速向下運動的結論。 如果一個水滴比其他水滴下落的速度快, 那它的下落時間也一定比其他水滴長。 在分離的水滴中, 下落較久的必定下落較快, 這表明水滴的下落是加速運動。 只是斯特拉托並不知道, 這個加速度是恒定的, 水滴的間距正比於經過的時間。 這個加速度約為9.8m/s²(重力加速度在赤道附近較小, 在高山處比平地小, 方向豎直向下)。
水滴下落近似於自由落體運動。
自由落體運動是初速度為零加速度為g的勻加速直線運動(不考慮空氣阻力),
I 初速度v0=0;
II 末速度V=gt;
III 下落高度h是末速度的原函數:h=1/2gt²;(從v0位置向下計算)(h'=V)
距離h相當於函數V的積分。
當t=3時, 定積分相當直線gt、x=3、x軸圍成的三角形的面積, 等於3*29.4*1/2=1/2gt²=1/2*9.8*3²=44.1。
當t=5時, 定積分相當直線gt、x=5、x軸圍成的三角形的面積, 等於5*49*1/2=1/2g5²=1/2*9.8*3²=122.5。
如果有兩個水滴, 第一個水滴比第二個水滴先下落0.1秒, 在第一個水滴下落1.5秒後, 兩個水滴相距的距離是1/2*9.8*1.5²-1/2*9.8*1.4²=11.025-9.604=1.421m。
可以想像一個房檐有11.025m的房子, 兩滴水時間間隔0.1秒下落, 先下落的水滴在著地的一瞬, 後下落的水滴離地面有1.421m。
-End-