關(guān)于浮力原理的發(fā)現(xiàn),有這樣一個(gè)故事: 相傳敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好后,國(guó)王疑心工匠在金">

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阿基米德杠桿撬動(dòng)大船是歷史還是傳說(shuō)?

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時(shí)間:2024-08-17 13:10:09
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阿基米德杠桿撬動(dòng)大船是歷史還是傳說(shuō)?【專家解說(shuō)】:浮力原理的發(fā)現(xiàn)
關(guān)于浮力原理的發(fā)現(xiàn),有這樣一個(gè)故事: 相傳敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好后,國(guó)王疑心工匠在金

【專家解說(shuō)】:浮力原理的發(fā)現(xiàn) 關(guān)于浮力原理的發(fā)現(xiàn),有這樣一個(gè)故事: 相傳敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好后,國(guó)王疑心工匠在金冠并非全金,但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重。工匠到底有沒(méi)有私吞黃金呢?既想檢驗(yàn)真假, 阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力 又不能破壞王冠,這個(gè)問(wèn)題不僅難倒了國(guó)王,也使諸大臣們面面相覷。經(jīng)一大臣建議,國(guó)王請(qǐng)來(lái)阿基米德檢驗(yàn)。最初,阿基米德也是冥思苦想而卻無(wú)計(jì)可施。一天,他在家洗澡,當(dāng)他坐進(jìn)澡盆里時(shí),看到水往外溢,同時(shí)感到身體被輕輕托起。他突然悟到可以用測(cè)定固體在水中排水量的辦法,來(lái)確定金冠的比重。他興奮地跳出澡盆,連衣服都顧不得穿上就跑了出去,大聲喊著“尤里卡!尤里卡!”。(Eureka,意思是“我知道了”.Greek:εὕρηκα)。 他經(jīng)過(guò)了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以后,便來(lái)到了王宮,他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個(gè)盆里,比較兩盆溢出來(lái)的水,發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來(lái)的水比另一盆多。這就說(shuō)明王冠的體積比相同重量的純金的體積大,密度不相同,所以證明了王冠里摻進(jìn)了其他金屬。 這次試驗(yàn)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過(guò)查出金匠欺騙國(guó)王,阿基米德從中發(fā)現(xiàn)了浮力定律(阿基米德原理):物體在液體中所獲得的浮力,等于他所排出液體的重量。一直到現(xiàn)代,人們還在利用這個(gè)原理計(jì)算物體比重和測(cè)定船舶載重量等。 給我一個(gè)支點(diǎn),我可以撬動(dòng)地球 阿基米德對(duì)于機(jī)械的研究源自于他在亞歷山大城求學(xué)時(shí)期。有一天阿基米德在久旱的尼羅河邊散步,看到農(nóng)民提水澆地相當(dāng)費(fèi)力,經(jīng)過(guò)思考之后他發(fā)明了一種利用螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水 杠桿原理 吸上來(lái)的工具,后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”,埃及一直到二千年后的現(xiàn)在,還有人使用這種器械。這個(gè)工具成了后來(lái)螺旋推進(jìn)器的先祖。當(dāng)時(shí)的歐洲,在工程和日常生活中,經(jīng)常使用一些簡(jiǎn)單機(jī)械,譬如:螺絲、滑車、杠桿、齒輪等,阿基米德花了許多時(shí)間去研究,發(fā)現(xiàn)了“杠桿原理”和“力矩”的觀念,對(duì)于經(jīng)常使用工具制作機(jī)械的阿基米德而言,將理論運(yùn)用到實(shí)際的生活上是輕而易舉的。他自己曾說(shuō):“給我一個(gè)支點(diǎn)和一根足夠長(zhǎng)的杠桿,我就能撬動(dòng)整個(gè)地球?!?剛好海維隆王又遇到了一個(gè)棘手的問(wèn)題:國(guó)王替埃及托勒密王造了一艘船,因?yàn)樘筇?,船無(wú)法放進(jìn)海里,國(guó)王就對(duì)阿基米德說(shuō):“你連地球都舉得起來(lái),把一艘船放進(jìn)海里應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題吧?”于是阿基米德立刻巧妙地組合各種機(jī)械,造出一架機(jī)具,在一切準(zhǔn)備妥當(dāng)后,將牽引機(jī)具的繩子交給國(guó)王,國(guó)王輕輕一拉,大船果然移動(dòng)下水,國(guó)王不得不為阿基米德的天才所折服。從這個(gè)歷史記載的故事里我們可以明顯的知道,阿基米德極可能是當(dāng)時(shí)全世界對(duì)于機(jī)械的原理與運(yùn)用,了解最透徹的人。 當(dāng)代數(shù)學(xué)大師 關(guān)于阿基米多的作品(17張)對(duì)于阿基米德來(lái)說(shuō),機(jī)械和物理的研究發(fā)明還只是次要的,他比較有興趣而且 投注更多時(shí)間的是純理論上的研究,尤其是在數(shù)學(xué)和天文方面。在數(shù)學(xué)方面,他利用“逼近法”算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積,后世的數(shù)學(xué)家依據(jù)這樣的“逼近法”加以發(fā)展成近代的“微積分”。他更研究出螺旋形曲線的性質(zhì),現(xiàn)今的“阿基米德螺線”曲線,就是為紀(jì)念他而命名。另外他在《恒河沙數(shù)》一書中,他創(chuàng)造了一套記大數(shù)的方法,簡(jiǎn)化了記數(shù)的方式。 阿基米德在他的著作《論杠桿》(可惜失傳)中詳細(xì)地論述了杠桿的原理。有一次敘拉古國(guó)王對(duì)杠桿的威力表示懷疑,他要求阿基米德移動(dòng)載滿重物和乘客的一般新三桅船。阿基米德叫工匠在船的前后左右安裝了一套設(shè)計(jì)精巧的滑車和杠桿。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根繩子,他讓國(guó)王牽動(dòng)一根繩子,大船居然慢慢地滑到海中。群眾歡呼雀躍,國(guó)王也高興異常,當(dāng)眾宣布:“從現(xiàn)在起,我要求大家,無(wú)論阿斯米德說(shuō)什么,都要相信他!”阿基米德還曾利用拋物鏡面的聚光作用,把集中的陽(yáng)光照射到入侵?jǐn)⒗诺牧_馬船上,讓它們自己燃燒起來(lái)。羅馬的許多船只都被燒毀了,但羅馬人卻找不到失火的原因。900多年后,有位科學(xué)家按史書介紹的阿基米德的方法制造了一面凹面鏡,成功地點(diǎn)著了距離鏡子45米遠(yuǎn)的木頭,而且燒化了距離鏡子42米遠(yuǎn)的鋁。所以,許多科技史家通常都把阿基米德看成是人類利用太陽(yáng)能的始祖。 天文研究 他曾運(yùn)用水力制作一座天象儀,球面上有日、月、星辰、五大行星,根據(jù)記載,這個(gè)天象儀不但運(yùn)行精確,連何時(shí)會(huì)發(fā)生月蝕、日蝕都能加以預(yù)測(cè)。晚年的阿基米德開始懷疑地球中心學(xué)說(shuō),并猜想地球有可能繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),這個(gè)觀念一直到哥白尼時(shí)代才被人們提出來(lái)討論?!」兰o(jì)末正是羅馬帝國(guó)與北非迦太基帝國(guó),為了爭(zhēng)奪西西里島的霸權(quán)而開戰(zhàn)的時(shí)期。身處西西里島的敘拉古一直都是投靠羅馬,但是西元前216年迦太基大敗羅馬軍隊(duì),敘拉古的新國(guó)王(海維隆二世的孫子繼任),立即見(jiàn)風(fēng)轉(zhuǎn)舵與迦太基結(jié)盟,羅馬帝國(guó)于是派馬塞拉斯將軍領(lǐng)軍從海路和陸路同時(shí)進(jìn)攻敘拉古,阿基米德眼見(jiàn)國(guó)土危急,護(hù)國(guó)的責(zé)任感促使他奮起抗敵,于是他絞盡腦汁,日以繼夜的發(fā)明御敵武器。 根據(jù)一些年代較晚的記載,當(dāng)時(shí)他造了巨大的起重機(jī),可以將敵人的戰(zhàn)艦吊到半空中,然后重重摔下使戰(zhàn)艦在水面上粉碎;同時(shí)阿基米德也召集城中百姓手持鏡子排成扇形,將陽(yáng)光聚焦到羅馬軍艦上,燒毀敵人船只(不過(guò),電視節(jié)目流言終結(jié)者曾經(jīng)針對(duì)這個(gè)傳說(shuō)做過(guò)實(shí)驗(yàn),結(jié)果認(rèn)為這實(shí)際上幾乎不可能成功);他還利用杠桿原理制造出一批投石機(jī),凡是靠近城墻的敵人,都難逃他的飛石或標(biāo)槍。這些武器弄的羅馬軍隊(duì)驚慌失措、人人害怕,連大將軍馬塞拉斯都苦笑的承認(rèn):“這是一場(chǎng)羅馬艦隊(duì)與阿基米德一人的戰(zhàn)爭(zhēng)”、“阿基米德是神話中的百手巨人”。 不過(guò)上面的這些故事都只是傳說(shuō),歷史上未必真的有這些故事