潘楠楠
浸在静止流体中的物体,受到流体作用的合力等于该物体排开的流体重力,方向垂直向上,这个合力称为浮力。这就是著名的“阿基米德定律”,又称阿基米德原理、浮力原理。古希腊学者阿基米德首先提出这一定律,并用它来确定王冠上的金银含量。阿基米德定律是力学中的基本原理之一,是流体静力学的重要内容。
F=G=ρgV(F表示物体在气体和液体中受到的浮力,V表示物体排开液体的体积)。
气体和液体。
气体和液体。
阿基米德定律又被称为浮力定律,是由古希腊杰出的数学和力学奠基人阿基米德发现的。他自幼聪颖好学,是一位善于观察思考并重视理论结合实践的科学家。
相传公元前3世纪,在现今意大利西西里岛上有个叙拉古王国。有一次,国王请工匠为他制作一顶纯金王冠。这顶金王冠做得极其精致,国王称了一下,王冠的重量跟原来给工匠的黄金分毫不差。可是有人告发说,工匠在制作王冠时用银子偷换了一些金子。国王虽然对此产生了怀疑,却想不出检验的办法。
于是,国王请来阿基米德,让他想办法在不损害王冠的情况下测出里面是否掺了银。阿基米德知道只要求出王冠的比重,就能断定它到底是否是纯金的。但王冠形状不规则,上面又雕满了凹凸不平的花纹,虽然他精通数学,却找不到计算王冠体积的公式。他冥思苦想了许多天,仍然一筹莫展。有天他去澡堂洗澡,当他跨入盛满水的浴缸时,发现自己的身体越往下沉,盆里溢出的水就越多,而他则感到身体越轻。突然,阿基米德欣喜若狂地跳出了浴缸,甚至忘记了穿衣服就直奔王宫,边跑边喊:“找到了!找到了!”
阿基米德找到了什么?他找到的不仅是鉴定金王冠是否掺假的方法,同时还是重要的科学原理——即浸没于水中的物体受到一个向上的浮力,浮力大小等于它所排开的水的重量。
阿基米德据此计算出了金和银的含量。因为重量相同的物体,密度越大体积就越小。金的密度大于银,因而金块和银块同重时,金块的体积必然小于银块。如把同重的实心金块和实心银块放入水中,那么金块排出的水就比银块的少。而王冠排出的水在这两者之间,这就证明了王冠不是纯金的。
公元前212年,叙拉古王国被罗马军队占领,正在沙地上画着几何图形思考问题的阿基米德全然不知罗马人已攻入城内,被闯进来的罗马士兵杀死,享年75岁。
阿基米德定律在航海等领域有着重要的意义,为科学事业的发展奠定了基础,密度等重要的物理概念也因此得到了发展。