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：“給我一個支點，我就能舉起地球!”他認為：“一定大小的力可以移動任何重量。”

 

地球重60000億億噸，一個人的力量有多大呢，能夠移動這么重的地球嗎?你可能認為阿基米德在吹牛。其實，他的話有一定的道理，因為力通過機械，可以“放大”。

原始人為了保護自己的洞穴，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，幾個原始人拿一根結(jié)實的樹干想撬石頭。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。當他壓下樹干另一端的時候，沒花多大的力氣，把大石頭給撬起來了。

第一個這樣做的原始人，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”的機械。這種機械可以節(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人。任何杠桿都有三個著力的地方：支持杠桿的地方叫做支點，用力的地方叫做動力點，接觸載荷物的地方叫做阻力點。從支點到動力點的作用線的垂直的距離叫動力臂;從支點到阻力點作用線的垂直距離叫阻力臂。阿基米德仔細研究了杠桿之后，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。大概由于這個規(guī)律太重要，當時人們把它稱做“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;在實際上，這是辦不到的。因為：第一，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動著，找不到一個相對不動的支點。

第三，即使上面兩個條件能夠辦到，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算，需要三十萬萬萬年的時間。誰的壽命有這么長。

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

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，有一個共同的特點，就是支點在動力點和阻力點的中間。這類杠桿稱為第一類杠桿。它既有省力的，也有費力的，主要由支點的位置決定。

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，是它的阻力點在動力點和支點中間。我們稱這一類杠桿為第二類杠桿。

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

還有一類杠桿，它的動力點在支點和阻力點之間，如用鐵鍬向卡車上裝土。這一類杠桿稱為第三類杠桿。這類杠桿也有一個顯著的特點：動力臂總是比阻力臂短。所以使用這類杠桿總是費力，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，釣魚的時候往上提釣竿，都是在利用第三類杠桿。

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