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| 中外科学家发明家丛书：阿基米德 （二） | 发布于:2013/12/23 | |
| 二、发现杠杆原理 阿基米德听从祖国的召唤，离开了培养他多年的亚历山大里亚城，带着 丰富的知识和叙拉古人民的期望回到了他的祖国——叙拉古城。国王亥洛任 命他为国王顾问，对他满怀期望，希望他能将他在亚历山大里亚学到的知识 用于建设祖国，使祖国日益强大起来。 刚回到祖国，阿基米德就走上田间地头，去观察劳动人民的生产生活。 他看到田间农夫凿井汲水，用以灌溉农田，农夫的操作实在太劳累了。他们 从井台将吊桶放进深深的井里，然后用绳子艰难地一段段提起。以后技术有 了改进，农夫们在井台边竖立一根立杆，这立杆上部安一根横杆，它的一端 悬挂吊桶，人在另一端用不大的力就可将吊桶吊起，这是什么原因呢？还有 当一个巨大的石块，二三人都都搬不动时，用一根坚硬的木棒，塞到石块底 下，一个人用肩使劲一杠，就能将石块挪动，这又是为什么呢？阿基米德苦 苦思索，甚至忘了吃饭，回去后，又经过多次试验，阿基米德得出物体有“重 心”的结论。由此出发，他对杠杆的平衡条件进行了数学的证明；从多年来 的杠杆原理为基础的生产工具的许多实际应用中，总结出科学、全面、系统 的定律，这就是杠杆定律。在《论平面图形的平衡》这部著作中，阿基米德 将杠杆原理总结成如下定理： 1.重量相等的物体，加在离支点距离相等的杆上是平衡的。 2.重量不相等的物体，加在离支点距离相等的杆上，杆子就倾向重的一 面。 3.重量相等的物体加上离支点距离不相等的杆上，杆子就倾向离支点远 的一端。 4.一组重物，可用等量的一个重物来代替，只要这个重物的重心是在这 一组重物重心的位置上。相反，一个重物可用一组等量的重物代替，只要这 一组重物的重心在这个重物重心的位置上。 5.面积不相等但有相似形状的几何图形的重心，在它相似图形相应的位 置上。 阿基米德发现的关于杠杆的这个定理后来被叫做“阿基米德定理”，它 被更通俗的表示为： 动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。 我们通俗地将使杠杆运动的力叫动力，阻碍杠杆运动的力 （通常所说的 重物）叫阻力。杠杆的固定点叫支点。从支点到动力的作用线的垂直距离叫 动力臂；从支点到阻力的作用线的垂直距离叫阻力臂。于是，利用这个原理 要想将一定的重物 （即阻力）移动时，只要使动力臂大于阻力臂时，就可以 了。 我们日常生活中使用的杆秤，就是杠杆原理的最好证明。 对于阿基米德发现的“杠杆原理”，国王亥洛是心悦诚服的。当时人们 已经知道，人类所处的地球是一个圆球状的。因此，亥洛想给阿基米德出个 难题，于是对阿基米德说：“你能把地球动一动吗？”阿基米德回答说：“能， 只要你给予支点。”找出地球的支点是不可能的。而且在宇宙中，地球的重 量无法称量，也就谈不到移动它的动力，但是杠杆原理是适用于移动地球的。 阿基米德的回答不仅有科学依据，而且反映出他对自己研究成果充满信心。 |
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