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最伟大的数学家之首,阿基米德与比重与浮力【

发布时间:2019-11-21 09:39编辑:寓言故事浏览(88)

      古希腊著名科学家阿基米德(公元前287—前212年)的浴室里,阿基米德在洗澡。

    摘要: 阿基米德_阿基米德的故事 小小的数学家的故事却给了我们无限的启发,下面是推荐书名人故事栏目为您准备的四篇《阿基米德的故事》,更多名人故事、阿基米德的故事就上作文网名人故事栏目查看更多。 阿基米德的 ...

    世界上够得上伟大称呼的数学家里,阿基米德是第一人。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”。

    古希腊世界最伟大的科学家阿基米德大约出生于公元前287年,他的国家是位于南意大利西西里岛的叙拉古。他的父亲是一位天文学家,与叙拉古国王亥尼洛二世有亲戚关系。 阿基米德在11岁时,就到埃及的文化中心亚历山大城去学习,进入了欧几里德创办的数学学校,在那里他学习了数学、天文学、物理学等有关方面的知识。 阿基米德在亚历山大城学习一段时间后,顿生思乡之情,便回到了自己的祖国——西西里岛的叙拉古。叙拉古城国王见他在国外留学多年,也不问其学识深浅,一见面就给他出了个难题。原来一年一度的盛大祭神节就要来临了,亥尼洛国王交给金匠一块纯金,命令他制造出一顶精巧、华丽的王冠。王冠制成之后,国王拿在手里掂了掂,感觉有点轻。他叫来金匠问是否掺了假。金匠以脑袋担保,并当面用秤来称,王冠与原来金块的重量一两不差。但是,如果掺上别的东西也是可凑足重量的。国王既不能肯定有假,又不相信金匠的誓言,于是把阿基米德找来,要他解此难题。 一连几天,阿基米德闭门谢客,冥思苦想,由于实心的金块与镂空的王冠外形不一样,不把王冠砸碎铸成金块,便无法求算其体积,也就无法验证是否掺了假,他绞尽脑汁也没有想出一个好办法。 这阿基米德有一个怪毛病,家里桌上有了灰尘,从不让擦掉,他要在桌上画个半天,因为当时还没有纸笔。更有甚者,他还常在自己身上涂画。当时人们用一种特制的泥团当肥皂。这天,他准备洗澡,可是刚脱了上衣,就抓起一团泥皂在肚子上、胸脯上涂画起来,画了三角又画圆,边画边思考那顶恼人的王冠。这时他的妻子走进来,一看就知道他又犯毛病了,二话没说,便一把将他推入浴池。他一面挣扎,一面喊道:“不要弄湿了我的图形!”但是哪由分说,夫人逼阿基米德洗澡,也是常事了。他话音还没落,已“扑通”一声跌入浴池中,夫人掩门而去。谁知这一跌却使他的思路从那些图形的死胡同里解脱出来,他注视着池沿,原来池水很满,他身子往里一泡,那水就顺着池沿往外溢,地上的鞋子也淹在水里,他急忙探身去取。而他一起身水又立即缩回池里,这一下他连鞋也不取了,又泡到水里,就这样一出一人,水也一涨一落。夫人刚走出门外,正要去干别的事,忽听那水池里啪啦啦地响,水唰啦啦地在地上乱流。她停步返身,正要喊:“连洗澡也不会了啊!”忽然阿基米德光着身子,湿淋淋地冲出门来把她碰了一个趔趄,她忙伸手去抓,滑溜溜地没有抓住。这时,阿基米德已冲到街上,高喊着“优勒加!优勒加!”夫人这回可真着急了,嘴里嘟囔着“真是疯了,”便随后也追了出去。街上的人不知发生了什么事情,也都跟在后边追着看。阿基米德头也不回地向王宫跑去。 原来,阿基米德由澡盆溢水联想到王冠也可以泡在水里,溢出水的体积就是王冠的体积,而这体积与同等重的金块的体积应该是相同的,否则王冠里肯定有假。也就是说,同等重量的东西如果泡进水里而溢出的水不一样,那肯定它们是不同的物质。每一种物质和相同体积的水都有一个固定的重量比,这就是比重。直到现在,物理实验室里还有一种求比重的仪器,名字就叫“优勒加”,以纪念这一不寻常的发现。 阿基米德跑到王宫后立即找来一盆水,又找来同样重量的一块黄金,一块白银,分两次泡进盆里。白银溢出的水比黄金溢出的几乎要多一倍(现在我们已确切地知道,白银的比重是10.5,黄金的比重是19.3)。把王冠和金块分别泡进水盆里,证实王冠里确实是掺了白银。通过这件事,国王对阿基米德的学问佩服至极。 烦人的王冠之谜总算解决了,阿基米德那愁锁的眉头刚刚舒展了一点,可是心里又结上了另一个疙瘩,他的思维永不肯停息。原来,希腊是个沿海国家,自古航海事业发达。阿基米德自从在澡盆里一泡,发现物体排出的水等于其体积后,那眼睛就整天盯住海里各种来往的货船,有时在海滩上一站就是一天。那如痴如醉的样子常引得运货的商人和水手们在他的背后说三道四。这天他和好友柯伦又到海边散步,还没有走多远就停在那里。柯伦知道他又有什么想法了,正要发问,阿基米德却先提出一个问题:“你看,这些船为什么会浮在海上?” “这很简单,因为它们是木头做的。” “你是说,只有比水轻的东西才可以浮在水上吗?” “当然只能如此。” 可是你看那些人从船上背下来的箱子,那些金银玉器,那些刀枪兵器,哪个不比水重,为什么它们装在船上就不会沉到水里?” 柯伦一时答不上来。阿基米德又说:“我要是把一艘船拆成一块块的木板,再把木板和那些货物捆在一起,抛到海里,你说会不会沉入海底?” 柯伦惊得目瞪口呆。 “老朋友,你真的要拆一艘货轮作试验吗?”他知道阿基米德搞起实验来是什么都想得出、干得出的。 阿基米德淡淡一笑说:“不会,不会。”他从柯伦吃惊的眼神里知道自己在别人眼里好像是疯子。“我想,我们总会找到另外的实验办法的。” 从此后,海滩上就再也看不见这一对好友的身影了。原来,他们呆在家里,围着陶盆,要寻找“浮力”。阿基米德把一块木头放在满满一盆水里,陶盆排出的水量正好等于木头的重量,他记了下来;又往木头上放了几块石子,再排出的水又正好等于石子加木头的重量,他也记了下来;他把石头放到水里,用秤在水里称石头,比在空气中称轻了许多;这个轻重之差又正好等于石头排出的水的重量……。阿基米德将身边能浸入水的物体都这样一一试验,终于拿起一根鹅毛笔在一张小羊皮上郑重地写下了这样一句话: “物体在液体中所受到的浮力,等于它所排出同体积的液体重量。” 接着他将那些实验数据整理好,开始书写一本人类还从没有过的科学新书《浮体论》。这本书当时没有印刷出版,书的手稿在阿基米德死后2000年才在耶路撒冷图书馆被人发现。

      浴盆里放了大半盆热气腾腾的水,阿基米德一屁股坐了下去,忽然觉得浑身轻飘飘的,身子浮动着,那热水哗哗地直从盆里溢出来。“水放得大多了。”他下意识地站了起来。盆里的水落了下去,他孩子气地又重重地坐下去,水又往上升起,没过盆沿溢了出来。

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    阿基米德出生在叙拉古的贵族家庭,父亲是位天文学家。在父亲的影响下,阿斯米德从小热爱学习,善于思考,喜欢辩论。

      忽然,他眼睛一亮,跳出浴盆,光着身子冲到门外,跑上大街,高喊道:“我知道啦!我知道啦!”

    阿基米德_阿基米德的故事

    阿基米德在11岁时,到埃及的文化中心亚历山大城去学习,进入欧几里德创办的数学学校。他的老师是欧几里德的学生卡农。阿基米德在那里学习数学、天文学、物理学等,经常几天不离开博物院、珍藏各种图书的大图书馆。

      咦!这老头疯了吗?瞧,他浑身上下一丝不挂。

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    在亚历山大求学期间,他经常到尼罗河畔散步,在久旱不雨的季节,他看到农人吃力地一桶一桶地把水从尼罗河提上来浇地,他便创造了一种螺旋提水器,通过螺杆的旋转把水从河里取上来,省了农人很大力气。它不仅沿用到今天,而且也是当代用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。

      其实,阿基米德没有疯,他解开了一个重要的秘密,一时有点忘乎所以。几天前,地中海的西西里岛上的叙拉古王国的国王,叫金匠做了一顶纯金的王冠,漂亮极了。可大臣们却窃窃私语:“谁知道是不是纯金的?”国王听了这种议论后,就叫人把王冠称了一下,可是王冠和交给金匠的金子一样重,没法辨别里面有没有含别的什么金属。国王就把聪明的阿基米德召来,让他弄个水落石出。

    阿基米德的故事:阿基米德与金冠的故事

    赫农王让金匠替他做了一顶纯金的王冠,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。后来,国王将它交给了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法,但都失败了。

    有一天,他去澡堂洗澡,他一边坐进澡盆里,一边看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然恍然大悟,跳出澡盆,连衣服都顾不得穿就直向王宫奔去,一路大声喊着“尤里卡”,“尤里卡”(Fureka,我知道了)原来他想到,如果王冠放入水中后,排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量,那肯定是掺了别的金属。

    这就是有名的浮力定律,既浸在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排出液体的重量。后来,该定律就被命名为阿基米德定律。

    回到叙拉古后,他坚持和亚历山大的学者们保持联系,交流科学研究成果。他继承了欧几里德证明定理时的严谨性,但他的才智和成就却远远高于欧几里德。他把数学研究和力学、机械学紧紧地联在一起,用数学研究力学和其他实际问题。

      现在,阿基米德在洗浴时得到了一种启发,他觉得,马上就可以弄清这个王冠的秘密。当阿基米德发觉大家在一旁嘲笑他,低头一看,才知道自己赤裸着身子,马上回屋胡乱地穿上一套衣服,进王宫去了。

    阿基米德的故事:爱国者阿基米德

    在阿基米德晚年时,罗马军队入侵叙拉古,阿基米德指导同胞们制造了很多攻击和防御的作战武器。当侵略军首领马塞勒塞率众攻城时,他设计的投石机把敌人打得哭爹喊娘。他制造的铁爪式起重机,能将敌船提起并倒转……

    另一个难以置信的传说是,他曾率领叙拉古人民手持凹面镜,将阳光聚焦在罗马军队的木制战舰上,使它们焚烧起来。罗马士兵在这频频的打击中已经心惊胆战,草木皆兵,一见到有绳索或木头从城里扔出,他们就惊呼“阿基米德来了”,随之抱头鼠窜。

    罗马军队被阻入城外达三年之久。最终,于公元前212年,罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈,大举进攻闯入了城市。此时,75岁的阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题,一个罗马士兵闯入,用脚践踏了他所画的图形,阿基米德愤怒地与之争论,残暴无知的士兵举刀一挥,一位璀璨的科学巨星就此陨落了。

    人们最熟悉的是他发现浮力定律的故事。据说,国王让金匠做了一顶新的纯金王冠,王冠制成后,国王想确定王冠是否由纯金制成,但是又不能毁坏王冠,于是把这个任务交给了当时已经很出名的阿基米德。

      他给国王做了这样一个实验——

    阿基米德的故事:洗澡的故事

    关于阿基米德,还流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确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。

    后来,国王请阿基米德来检验。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”。(Eureka,意思是“我知道了”)。

    他经过了进一步的实验以后来到王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,所以证明了王冠里掺进了其他金属。

    这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律:物体在液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量。后来,该定律就被命名为阿基米德定律。一直到现代,人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。

    阿基米德日夜思考这个问题,没有结果。一天,他去澡堂洗澡,当他慢慢坐进澡堂时,水从盆边溢了出来,他望着溢出来的水,突然大叫一声:“我知道了!”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。

      他找来一块和金冠同洋重的纯金块、两只同样大小的罐子和盘子,然后把王冠和金块分别放进装满水的罐子里,当水从罐子里溢出来时,各用盘子接着。最后把这些水分别称一称,结果,发觉溢出来的水不一样多。

    阿基米德的故事:“给我一个支点,我就能推动地球”

    澳门威斯尼人平台,阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,从而把二者结合起来。在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。

    赫农王对阿基米德的理论一向持半信半疑的态度。他要求阿基米德将它们变成活生生的例子以使人信服。阿基米德说:“给我一个支点,我就能移动地球。”国王说:“这恐怕实现不了,你还是来帮我拖动海岸上的那条大船吧。”当时的赫农王为埃及国王制造了一条出国留学网船,体积大,相当重,因为不能挪动,搁浅在海岸上很多天。阿基米德满口答应下来。 阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上,将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索,奇迹出现了,大船缓缓地挪动起来,最终下到海里。国王惊讶之余,十分佩服阿基米德,并派人贴出告示“今后,无论阿基米德说什么,都要相信他。”

    阿基米德想到只要把王冠放入水中,再将同样重的纯金也放入水中,如果王冠是纯金,那它排开的水应该和同样重的金子排开的水一样多。回家后,阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出来了。他取了王冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较,发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一番试验,他算出银子的重量。当他宣布他的发现时,金匠目瞪口呆。

      阿基米德对国王说:“现在我可以断定,这只王冠里掺有其他金属。”

    这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理:即物体在液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。一直到现代,人们还在利用这个原理测定船舶载重量等。

      国王问:“为什么?”

    公元前214年,罗马的执政官马塞拉斯率领军队攻打叙拉古。马塞拉斯以为弱小的叙拉古城会不攻自破,听到罗马大军的显赫名声,城里的人必然会开城投降。然而,回答罗马军队的是许多又大又重的石头。罗马人的小盾牌抵挡不住数不清的大大小小的石头,他们被打得丧魂落魄、争相逃命。突然,从城墙上伸出了无数巨大的起重机式的机械巨手,它们分别抓住罗马人的战船,把船吊在半空中摇来晃去,最后甩到海边的岩石上,或是把船重重地摔在海里,船毁人亡。原来,阿基米德多年前造的机械在叙拉古城保卫战中发挥了作用。

      “王冠和纯金块一样重,但如果王冠是纯金的,那么,它们的体积也应该是一样大,放进水罐里、溢出的水也应该是一样多。现在,放王冠的罐子里溢出来的水多,说明玉冠的体积比纯金块大,由此可见,王冠不是纯金的。”

    马塞拉斯遭到惨重损失,便佯装退却,而在当天夜里迅速逼近城墙。他以为阿基米德的机器无法发挥作用了。可是阿基米德早就准备了投石机之类的短距离器械,再次打退了罗马人的进攻。

      国王忙派人把金匠抓来一查问,果然是用同样重的黄铜代替,铸在金冠的内层。王冠中掺假的秘密就这样被揭开了。

    罗马人一筹莫展,望城兴叹,甚至谈城色变,草木皆兵,一看到城墙上出现绳子或木梁,就以为又是阿基米德开动机器了。马塞拉斯最后感慨万千地对身边的士兵说:“怎么样?在这位几何学‘百手巨人’面前,我们只得放弃作战。他拿我们的战船当游戏扔着玩。在一刹那间,他向我们投射了这么多镖箭和石块,他难道不比神话里的‘百手巨人’还厉害吗?”

    马塞拉斯不能取胜,只好采用长期围困的办法,这样整整过了两年,到公元前212年才占领了叙拉古。

    马塞拉斯十分敬佩阿基米德的聪明才智,下令不许伤害他,还派一名士兵去请他。此时阿基米德不知城门已破,还在凝视着木板上的几何图形沉思呢。当士兵的利剑指向他时,他却用身子护住木板,大叫:“不要动我的图形!”他要求把原理证明完再走,但激怒了那个鲁莽无知的士兵,他竟用利剑刺死了75岁的老科学家。

    马塞拉斯勃然大怒,他处死了那个士兵,抚慰阿基米德的亲属,为他开了追悼会并建造了陵墓。根据他生前的愿望,在他的墓碑上刻下了标明其体积比为3∶2的一个圆柱体和内切球。

    阿基米德被后世的数学界尊称为“数学之神”,在人类有史以来最重要的3位数学家中,阿基米德占首位,另两位是牛顿和高斯。

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