潘楠楠
浸在靜止流體中的物體,受到流體作用的合力等于該物體排開的流體重力,方向垂直向上,這個(gè)合力稱為浮力。這就是著名的“阿基米德定律”,又稱阿基米德原理、浮力原理。古希臘學(xué)者阿基米德首先提出這一定律,并用它來確定王冠上的金銀含量。阿基米德定律是力學(xué)中的基本原理之一,是流體靜力學(xué)的重要內(nèi)容。
F=G=ρgV(F表示物體在氣體和液體中受到的浮力,V表示物體排開液體的體積)。
氣體和液體。
氣體和液體。
阿基米德定律又被稱為浮力定律,是由古希臘杰出的數(shù)學(xué)和力學(xué)奠基人阿基米德發(fā)現(xiàn)的。他自幼聰穎好學(xué),是一位善于觀察思考并重視理論結(jié)合實(shí)踐的科學(xué)家。
相傳公元前3世紀(jì),在現(xiàn)今意大利西西里島上有個(gè)敘拉古王國。有一次,國王請工匠為他制作一頂純金王冠。這頂金王冠做得極其精致,國王稱了一下,王冠的重量跟原來給工匠的黃金分毫不差??墒怯腥烁姘l(fā)說,工匠在制作王冠時(shí)用銀子偷換了一些金子。國王雖然對此產(chǎn)生了懷疑,卻想不出檢驗(yàn)的辦法。
于是,國王請來阿基米德,讓他想辦法在不損害王冠的情況下測出里面是否摻了銀。阿基米德知道只要求出王冠的比重,就能斷定它到底是否是純金的。但王冠形狀不規(guī)則,上面又雕滿了凹凸不平的花紋,雖然他精通數(shù)學(xué),卻找不到計(jì)算王冠體積的公式。他冥思苦想了許多天,仍然一籌莫展。有天他去澡堂洗澡,當(dāng)他跨入盛滿水的浴缸時(shí),發(fā)現(xiàn)自己的身體越往下沉,盆里溢出的水就越多,而他則感到身體越輕。突然,阿基米德欣喜若狂地跳出了浴缸,甚至忘記了穿衣服就直奔王宮,邊跑邊喊:“找到了!找到了!”
阿基米德找到了什么?他找到的不僅是鑒定金王冠是否摻假的方法,同時(shí)還是重要的科學(xué)原理——即浸沒于水中的物體受到一個(gè)向上的浮力,浮力大小等于它所排開的水的重量。
阿基米德?lián)擞?jì)算出了金和銀的含量。因?yàn)橹亓肯嗤奈矬w,密度越大體積就越小。金的密度大于銀,因而金塊和銀塊同重時(shí),金塊的體積必然小于銀塊。如把同重的實(shí)心金塊和實(shí)心銀塊放入水中,那么金塊排出的水就比銀塊的少。而王冠排出的水在這兩者之間,這就證明了王冠不是純金的。
公元前212年,敘拉古王國被羅馬軍隊(duì)占領(lǐng),正在沙地上畫著幾何圖形思考問題的阿基米德全然不知羅馬人已攻入城內(nèi),被闖進(jìn)來的羅馬士兵殺死,享年75歲。
阿基米德定律在航海等領(lǐng)域有著重要的意義,為科學(xué)事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),密度等重要的物理概念也因此得到了發(fā)展。