洗澡洗出来的阿基米德定律

时间:2023-12-12 09:29:02

阿基米德(约前287—前212)是最伟大的古希腊物理学家、数学家,是科学精神的开创者,是力学和流体力学的奠基人。他被数学界公认为古往今来全世界最伟大的五位数学家之一,又被物理学界和科技史学界公认为古往今来全世界最伟大的三位科学家之一。

洗澡洗出来的阿基米德定律

关于阿基米德定律,流传着这样的趣闻:公元前245年,为了庆祝盛大的月亮节,叙拉古国王让工匠替他做一顶纯金王冠。做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了银子,但这顶金冠确实与当初交给金匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠。这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑。于是,国王请科学家阿基米德来检验。

最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天,在公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大脑中闪现出一个模糊不清的想法。他把胳膊完全放进水中,全身放松,这时胳膊又浮到水面。他从浴盆中站起来,浴盆四周的水位下降;再坐下去时,浴盆中的水位又上升了。他躺在浴盆中,水位则变得更高了,而他也感觉到自己变轻了。他站起来后,水位下降,他则感觉到自己重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。他把差不多同样大小的石块和木块同时放入浴盆,浸入到水中。石块下沉到水里,但是他感觉到石块变轻。他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。这表明浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不是与物体的重量有关。物体在水中感觉有多重一定与它的密度(物体单位体积的质量)有关。于是他悟得一个基本原理(浮力定律):物体在液体中减轻的重量(浮力),等于排去液体的重量。——不同质料的物体,虽然重量相同,但因体积不同,排去的水也必不相等。根据这一道理,就可以判断皇冠是否掺假。

如果皇冠里面含有其他金属,它的密度会不相同。在重量相等的情况下,这个皇冠的体积是不同的。把皇冠和同样重量的金子放进水里,结果发现皇冠排出的水量比金子的大,这表明皇冠是掺假的。

他将这一流体静力学的基本原理,写入《论浮体》中,以“阿基米德原理”著称于世,至今载入物理学教科书。