阿基米德测量皇冠体积的故事(发明创造的故事)

阿基米德——洗澡发现了定律

阿基米德(约前287~约前212),古希腊物理学家和数学家。曾发现杠杆定律和阿基米德定律,终身从事物理和数学的研究。

阿基米德自幼学习非常刻苦,有时看书,一看就是一天。随着阿基米德年龄的增长,他渐渐成为远近闻名的大学问家。在一般人看来,阿基米德是个“怪人”。他的许多与众不同的地方也开始显露出来。他把大部分时间用在思考、探讨、学习和写作上,极少想自己的事。阿基米德对三角形、正方形、圆形的研究简直着了魔,与它们形影不离,一天总画呀画呀。

这几天他正在为一件事冥思苦想,吃不下饭,睡不好觉。

国王在前不久,叫一个工匠替他打造一顶金皇冠。国王给了工匠他所需要的数量的黄金。工匠的手艺非常高明,制作的皇冠精巧别致,而且重量跟当初国王所给的黄金一样重。可是,有人向国王报告说:“工匠制造皇冠时,私下吞没了一部分黄金,把同样重的银子掺了进去。”国王听后,也怀疑起来,就把阿基米德找来,要他想法测定,金皇冠里掺没掺银子,工匠是否私吞黄金了。这次,可把阿基米德难住了。他回到家里,像着了魔一样,思考了好久,也没有想出办法,。

有一次洗澡,在他跨进浴盆时感觉到身子入水越深,水越往外溢,身子就越轻;他站了起来,浴盆里的水位就下降,他则感觉到自己重了。他躺在浴盆中,水位则变得更高了,而他也感觉到自己变得更轻了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。

他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆,浸入水中。石块下沉到水里,但是他能感觉到石块变轻了。而且,他必须要向下按着木块才能把它完全浸没水中。这表明在下沉的情况下,浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不是与物体重量有关。相同质量下,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。

突然,他兴奋地大叫一声,从浴盆里跳出来,一丝不挂地在大街上奔跑,一边朝家跑嘴里一边喊:“我想出来了,我想出来了!”

人们望着这个赤身裸体奔跑着的怪人,非常惊异,他们哪里会想到,阿基米德就在洗澡时,发现了一条重要的流体静力学规律——“阿基米德定律”,即浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于被物体所排开的液体的重量。 

阿基米德立刻进宫,在国王面前将与皇冠一样重的一块金子、一块银子和皇冠,分别放在水盆里,只见金块排出的水量比银块排出的水量少,而皇冠排出的水量比金块排出的水量多。阿基米德自信地对国王说:「皇冠裏掺了银子!」

国王没弄明白,要阿基米德解释一下。阿基米德说:「一公斤的木头和一公斤的铁比较,木头的体积大。如果分别把它们放入水中,体积大的木头排出的水量比体积小的铁块排出的水量多。我把这个道理用在金子、银子和皇冠上。因为金子的密度大,银子的密度小,因此,同样重量的金子和银子,必然是银子的体积大于金子的体积,放入水中,金块排出的水量就比银块少。刚才的实验,皇冠排出的水量比金子多,说明皇冠的密度比金块密度小,从而证明皇冠不是用纯金制造的。」

国王信服了。事实证明那个工匠私吞了黄金。

阿基米德的这个实验,就是阿基米德定律也称浮力定律,是自然科学中的一个重要定律,即水对物体的浮力等于物体所排出水的重量。

阿基米德测量皇冠体积的故事(发明创造的故事)(1)

阿基米德洗澡时发现了浮力定律

阿基米德测量皇冠体积的故事(发明创造的故事)(2)

水对物体的浮力等于物体所排出水的重量

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