Galileo, İki Yeni Bilim, Doğal İvmeli Hareketler, Teorem 4, Son Özet

Teorem
Eşit uzunluktaki ancak eğimleri farklı düzlemler üzerindeki hareket süreleri, bu düzlemlerin yüksekliklerinin oranının karekökü ile ters orantılıdır.
İspat
- Yani,\[\frac{t_{BA}}{t_{BC}}=\frac{BD}{BI}\]
- Aynı B bitiş noktasından başlayan, eşit uzunlukta ancak farklı eğimlere sahip BA ve BC düzlemleri olsun; BD düşey doğrusuna AE ve CD yatay doğruları çizilsin. BA düzleminin yüksekliği BE, BC düzleminin yüksekliği ise BD olsun.
- Ve BI, bu DB ve BE yüksekliklerinin orta orantılısı (geometrik ortalaması) olsun; buradan DB'nin BI'ya oranının, DB'nin BE'ye oranının karekökü olduğu sonucu çıkar.
- Orta orantılı ilişkisini yazalım:
\[\frac{DB}{BI}=\frac{BI}{BE}\]
\[BI=\sqrt{DB\cdot BE}\]
\[\frac{DB}{\cancel{BI}}\cdot\frac{\cancel{BI}}{BE}=\frac{DB}{BE}\]
\(BI/BE \Rightarrow DB/BI\) değişimini yap
\[\frac{DB}{BI}\cdot\frac{DB}{BI}=\frac{DB}{BE}\]
\[\left ( \frac{DB}{BI}\right )^2=\frac{DB}{BE}\]
«\(\ldots\) buradan DB'nin BI'ya oranının, DB'nin BE'ye oranının karekökü olduğu sonucu çıkar.»
\[\boxed{\frac{DB}{BI}=\frac{\sqrt{DB}}{\sqrt{BE}}}\]
(\(\sqrt{DB}/\sqrt{BE}\) = yüksekliklerin oranı.)
- Şimdi diyorum ki, BA ve BC düzlemleri üzerindeki iniş veya hareket sürelerinin oranı, DB'nin BI'ya olan ters oranıyla aynıdır: yani BA üzerindeki sürenin karşılığı (homoloğu) diğer düzlemin yüksekliği olan BD'dir ve BC üzerindeki sürenin karşılığı BI'dır:\[\frac{t_{BA}}{t_{BC}} = \frac{\sqrt{BD}}{\sqrt{BE}}=\frac{BD}{BI}\]
- Bu nedenle, BA üzerindeki sürenin BC üzerindeki süreye oranının, DB'nin BI'ya oranı gibi olduğu kanıtlanmalıdır.
- DC'ye paralel IS doğrusunu çizin; daha önce kanıtlandığı üzere, BA üzerinden iniş süresinin düşey BE üzerinden düşüş süresine oranı BA'nın BE'ye oranı gibidir.
- Teorem 3'ü kullanarak: "Yükseklikleri aynı olan rampalarda süreler rampa uzunlukları ile doğru orantılıdır."\[\frac{t_{BA}}{t_{BE}}=\frac{BA}{BE}\]
- BE üzerindeki sürenin BD üzerindeki süreye oranı ise BE'nin BI'ya oranı gibidir;
- Teorem 2, Sonuç 2'yi kullanarak: "Serbest düşüşte süreler mesafelerin karekökü ile orantılıdır." Yani, kinematik formülü, \(s\propto t^2\) ve \(\sqrt{s}\propto t\) kullanarak,\[\frac{t_{BE}}{t_{BD}}=\frac{BE}{BI}\]
- ve BD üzerindeki sürenin BC üzerindeki süreye oranı, BD'nin BC'ye oranı veya BI'nın BS'ye oranı gibidir. Yani,\[\frac{t_{BD}}{t_{BC}}=\frac{BI}{BS}\]Burada benzer üçgenleri kullanıyoruz. IS ve CD paralel çizildiği için BIS ve BDC üçgenleri benzer oluyor ve (A) \[\frac{BD}{BC}=\frac{BI}{BS}\]Teorem 3'ten,\[\frac{t_{BD}}{t_{BC}}=\frac{BD}{BC}\](A)'daki değişimi yap:\[\frac{t_{BD}}{t_{BC}}=\frac{BD}{BC}=\frac{BI}{BS}\]ve\[\frac{t_{BD}}{t_{BC}}=\frac{BI}{BS}\]
- Çıkardığımız oranları birleştirerek devam ediyoruz (ex aequali).
- Elimizde 3 tane oran var:
\[\frac{t_{BA}}{t_{BE}}=\frac{BA}{BE}\]
\[\frac{t_{BE}}{t_{BD}}=\frac{BE}{BI}\]
\[\frac{t_{BD}}{t_{BC}}=\frac{BI}{BS}\]
bu orantıları çarpalım, yani ex aequali uygulayalım:
\[\frac{t_{BA}}{t_{BE}}\cdot \frac{t_{BE}}{t_{BD}}\cdot \frac{t_{BD}}{t_{BC}} = \frac{t_{BA}}{t_{BC}}\]
\[\frac{BA}{BE}\cdot \frac{BE}{BI}\cdot \frac{BI}{BS} = \frac{BA}{BS}\]
\[\boxed{\frac{t_{BA}}{t_{BC}}=\frac{BA}{BS}}\]
- Son olarak:
Rampalar eşit: \(BA=BC\)
Yukarda ex aequali sonucu:
\[\frac{t_{BA}}{t_{BC}}=\frac{BA}{BS}\]
\(BA=BC\) olduğuna göre
\[\frac{t_{BA}}{t_{BC}}=\frac{BC}{BS}\]
Benzer üçgenlerden \(BC/BS=BD/BI\) ve değişimi yap
\[\frac{t_{BA}}{t_{BC}}=\frac{BD}{BI}\]
İspatlanmak istenen de buydu.