阿基米德吹牛了嗎 由物理網(wǎng)資料整理

古希臘的科學(xué)家阿基米德說過這樣一句話：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能舉起地球!”他認(rèn)為：“一定大小的力可以移動任何重量。”

 

地球重60000億億噸，一個(gè)人的力量有多大呢，能夠移動這么重的地球嗎?你可能認(rèn)為阿基米德在吹牛。其實(shí)，他的話有一定的道理，因?yàn)榱νㄟ^機(jī)械，可以“放大”。

原始人為了保護(hù)自己的洞穴，常常用大石頭堵住洞口。他們是怎樣搬動大石頭的呢?幾千公斤的大石頭不是輕易能搬動的，一定是工具幫了他們的忙�？赡苁沁@樣，幾個(gè)原始人拿一根結(jié)實(shí)的樹干想撬石頭。他們把樹干的一端放在大石頭下面，在靠近這一頭的樹干下墊了一塊小石頭。當(dāng)他壓下樹干另一端的時(shí)候，沒花多大的力氣，把大石頭給撬起來了。

第一個(gè)這樣做的原始人，決不會意識到自己竟是大發(fā)明家。他發(fā)明了我們稱做“杠桿”的機(jī)械。這種機(jī)械可以節(jié)省力氣。

原始人雖然知道用杠桿搬動大石塊，但是并不知道為什么。阿基米德是總結(jié)出杠桿原理的第一個(gè)人。任何杠桿都有三個(gè)著力的地方：支持杠桿的地方叫做支點(diǎn)，用力的地方叫做動力點(diǎn)，接觸載荷物的地方叫做阻力點(diǎn)。從支點(diǎn)到動力點(diǎn)的作用線的垂直的距離叫動力臂;從支點(diǎn)到阻力點(diǎn)作用線的垂直距離叫阻力臂。阿基米德仔細(xì)研究了杠桿之后，發(fā)現(xiàn)杠桿的動力臂越長，舉起重物需要的力量越小。它們之間的關(guān)系是這樣：

動力×動力臂=阻力×阻力臂

因此，只要有足夠長的動力臂，任何小的動力可以舉起任何重的物體。大概由于這個(gè)規(guī)律太重要，當(dāng)時(shí)人們把它稱做“黃金法則”。

阿基米德夸口說，他能用杠桿移動地球。在理論上，這是正確的;在實(shí)際上，這是辦不到的。因?yàn)椋旱谝�，需要一根長得難以想象的杠桿，它的動力臂應(yīng)該是阻力臂的一千萬萬萬萬萬倍。這樣長的杠桿是無法找到的。第二，宇宙間的天體都在不停地運(yùn)動著，找不到一個(gè)相對不動的支點(diǎn)。

第三，即使上面兩個(gè)條件能夠辦到，把地球舉起1厘米，人必須在杠桿的動力臂一端，按下十萬萬萬萬公里長的一條弧。按照一秒鐘按下一米的速度計(jì)算，需要三十萬萬萬年的時(shí)間。誰的壽命有這么長。

利用杠桿能夠省力，但是有時(shí)候反而費(fèi)力。譬如劃槳，動力臂短，阻力臂長，動力就大于阻力。劃船雖說費(fèi)力，但是節(jié)省了距離。劃槳的時(shí)候手移動的距離短，槳葉在水中移動的距離長，使船行得更遠(yuǎn)。

又例如剪刀，剪刀也是一種杠桿，它的兩片刀葉釘在同一支點(diǎn)上，稱做雙杠桿。用途不同的剪刀，形狀也就不同。剪鐵皮的剪刀，刀把長，刀口短，這樣可以省力。理發(fā)用的剪刀，刀把短，刀口長，這樣雖然費(fèi)力，卻省了距離。剪發(fā)不需要多大力氣，刀口長，手指不用移動很大距離，就能剪很多頭發(fā)，并且剪得整齊。

上面說的杠桿，有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是支點(diǎn)在動力點(diǎn)和阻力點(diǎn)的中間。這類杠桿稱為第一類杠桿。它既有省力的，也有費(fèi)力的，主要由支點(diǎn)的位置決定。

說撬棍是一種杠桿，你容易理解;說鍘刀也是杠桿，你的腦子也許轉(zhuǎn)不過彎來。但是稍加思索就不難明白。它和第一類杠桿不同的地方，是它的阻力點(diǎn)在動力點(diǎn)和支點(diǎn)中間。我們稱這一類杠桿為第二類杠桿。

這類杠桿有一個(gè)明顯的特點(diǎn)：動力臂總是大于阻力臂，所以它總是省力的。獨(dú)輪小車，起瓶蓋的扳子，都屬于這類杠桿。

還有一類杠桿，它的動力點(diǎn)在支點(diǎn)和阻力點(diǎn)之間，如用鐵鍬向卡車上裝土。這一類杠桿稱為第三類杠桿。這類杠桿也有一個(gè)顯著的特點(diǎn)：動力臂總是比阻力臂短。所以使用這類杠桿總是費(fèi)力，然而能夠節(jié)省距離。你看，往卡車上裝土，手的動作不大，鐵鍬移動的距離卻相當(dāng)大，可以把土送到很高的地方。用兩只手拿長掃帚掃地，釣魚的時(shí)候往上提釣竿，都是在利用第三類杠桿。

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