他不像阿基米德用支點撬動地球 但他是第一個稱出地球體重的人

2021-01-08 遨遊世界科學

給我一個支點,我就能撬動整個地球!

這句耳熟能詳、包含無限霸氣的話出自力學之父--阿基米德,阿基米德對人類的貢獻不言而喻,尤其是這句關於槓桿原理的至理名言流傳至今。然而有位科學家雖然沒學阿基米德撬地球,但他卻是世界上第一個稱出地球體重的人!

民間關於他的傳說很多:最富有的學者,最博學的富豪,視名利如天上的浮雲.........

他就是來自英國的化學家兼物理學家----亨利·卡文迪許,乍聽之下,似乎是個傳說人物,非科學界的人可能素昧平生,因為這個人是個實幹類的科學家,據說他整日埋在實驗室裡做研究,持續達50年之久,甚至臨終時,也未曾娶妻。

卡文迪許年輕時從祖上接受了大筆遺產,直接成為百萬富翁。不過他一點也不吝嗇。有一次,他的一個僕人因病生活發生困難,向他借錢,他毫不猶豫地開了一張一萬英鎊的支票,還問夠不夠用。並且為了搞科學研究,把客廳改作實驗室,在臥室的床邊放著許多觀察儀器,以便隨時觀察天象。

也因此他在科學方面做到很多世界第一!

卡文迪許的領域廣泛,在熱學理論、計溫學、氣象學、大地磁學等方面都有研究,因此在他漫長的一生中,取得了一系列重大發現——其中,他是分離氫的第一人,把氫和氧化合成水的第一人,是稱量地球的第一人。

化學方面,卡文迪許研究了空氣的組成,發現普通空氣中氮氣佔五分之四,氧氣佔五分之一。他確定了水的成分,肯定了它不是元素而是化合物。他還發現了硝酸。

物理方面,在牛頓發現萬有引力定律之後,他是測出引力常量的科學家。

稱量地球

卡文迪許被譽為第一個稱量地球的人,但是據說他並沒有用到萬有引力常數G的值,卡文迪許是利用小球的與地球的比例關係來測量出的地球質量,從而得出地球平均密度(這也是卡文迪許生前最後的一項研究)約為5.448克/釐米,現在公認的是5.507克/釐米,已經相差無幾。事實上,卡文迪許可以說並沒有得到過G。在卡文迪許活著的時候,對牛頓重力方程的表述中仍沒有G的存在。

但是在卡文迪許之後,後人也依據他的實驗結果整理出了G=3*g/4piRp,其中g是地球重力加速度,R是地球半徑。無疑的,卡文迪許的實驗是離G只有那麼一點點距離了,後人可以直接從他的結果中整理出G來,而且一般性地可以說在天文單位上,G便是地球密度的倒數,卡文迪許測到了地球密度,自然也算得到G了。

最靦腆的科學家

卡文迪許一生致力於科學研究,成果豐碩,但是在長長的50年中,發表的論文也只有18篇。這不僅讓人惋惜。而且卡文迪許不善交際,曾經有人說:「沒有一個活到80歲的人,一生講的話像卡文迪許那樣少的了。」

有一天一位英國科學家攜同一位奧地利科學家到班克斯爵士的家裡做客,正巧卡文迪許也在座。班克斯便介紹他們相識。在互相介紹時,班克斯曾對這位遠客盛讚卡文迪許,而這位初見面的客人更是對卡文迪許說出非常敬仰他的話,並說這次來倫敦的最大收穫,就是專程拜訪這位名震一時的大科學家。卡文迪許聽到這話,起初大為忸怩,最後完全手足無措,便從人叢中衝出了室外,坐上他的馬車趕回家去了。可以說卡文迪許是那個年代最有才華而又極其古怪的英國科學家。幾位作家為他寫過傳記。用其中一位的話來說,他特別靦腆,「幾乎到了病態的程度」。他跟任何人接觸都會感到局促不安,連他的管家都要以書信的方式跟他交流。有一回,他打開房門,只見前門臺階上立著一位剛從維也納來的奧地利仰慕者。那奧地利人非常激動,對他讚不絕口。一時之間,卡文迪許聽著那個讚揚,仿佛挨了一記悶棍;接著,他再也無法忍受,順著小路飛奔而去,出了大門,連前門也顧不得關上。幾個小時以後,他才被勸說回家。

1810年2月24日,卡文迪許這位科學巨匠在倫敦逝世,終身未婚,不免給世人留下一些遺憾。

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    最早發現槓桿院裡的人是古希臘的阿基米德。槓桿原理說明,槓桿的平衡條件是動力矩等於阻力矩,即動力*動力臂=阻力*阻力臂。利用槓桿可以用小的動力克服大的阻力。槓桿原理是設計製造一切機械的基礎。阿基米德曾經自信的對當時的國王說:「假如給我一個支點,我就能撬動整個地球」這樣的支點和槓桿當然找不到,但理論上如果有的話,阿基米德是能撬動地球的。後來阿基米德利用槓桿原理,幫助國王解決了一個大難題。這位國王造了一艘大船,但由於船太大,無論如何也沒辦法讓它下水。阿基米德設計製造了一套槓桿滑輪系統,是人用很小的力就能拉動很重的東西。阿基米德讓國王拉動繩子,結果船慢慢的移動起來,終於下水了。
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    給我一個支點,我能撬動整個地球。 --阿基米德 美國的E.T.貝爾在《數學人物》上這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩個通常是牛頓和高斯。
  • 阿基米德:給我一個支點我能撬起地球。撬起地球一釐米將會怎樣?
    而阿基米德崇尚科學的嚴密性、準確性,要求對每一個問題都進行精確的、合乎邏輯的證明,在發現了槓桿省力的現象之後,進行系統科學的研究,並最終得到槓桿定律。發現了槓桿原理的阿基米德曾說過一句我們耳熟能詳的話——「給我一個支點,我能撬起地球。」
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    人類把這種物理現象用於生產活動,5000年前古埃及人被認為用槓桿原理來修建宏偉的金字塔。對於槓桿原理,古希臘物理學家阿基米德曾有一句名言:「給我一個支點,我就能撬動整個地球」。那麼,如果真用槓桿原理來撬動地球,所需的槓桿要多長?
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    關於阿基米德推動地球的說法, 卻還是他在亞歷山大裡亞留學時候的事.當時他從埃及農民提水用的吊杆和奴隸們撬石頭用的撬棍受到啟發, 發現可以藉助一種槓桿來達到省力的目的, 而且發現, 手握的地方到支點的這一段距離越長,
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  • 阿基米德:給我一個支點,我就能撬起整個地球
    今天,我們要了解的這位歷史人物是偉大的古希臘哲學家、數學家、物理學家——阿基米德!「給我一個支點,我就能撬起整個地球。」就是這位古希臘物理學家阿基米德家喻戶曉的一句名言,也是當代青年充滿激情與自信,勇往直前無所畏懼的成功宣言。阿基米德為何能有如此氣魄,道理很簡單,因為他找到了一個可供支撐的支點。
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    有些人考慮到這些巨人所生活的時代中數學和物理科學相對落後,並根據他們所處的時代背景來評價他們的成就,他們會把阿基米德放在第一位。——貝爾圖1:義大利巴洛克畫家多梅尼科·費迪創作的阿基米德。阿基米德是誰?
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    古希臘哲學家阿基米德曾經說過「給我一個支點,我可以撬動整個地球」,儘管語氣聽起來比較狂妄,但是從理論上來講還真是可行的,但前提是給阿基米德一個可靠的支點。現在,我們知道阿基米德的自信來自於槓桿定理。那麼,我們如果將地球的衛星——月球作為槓桿的支點,一個普通人需要距離月球多遠才能將地球撬起來呢?不過在回答這個問題之前,我們首先要簡略地了解什麼是槓桿定理。
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    從這個成語中中我們不難窺伺出魯班在古代的地位,他是中國木匠的祖師爺,也是一名極具天資的發明家,發明諸如鋸子等方便人們進行生產工作的工具,也有許多神話,將魯班進行一定程度的誇大,不得不說魯班是一位富有傳奇色彩的人物。而今天作者筆下的主人公不是魯班,卻也是一位能工巧匠,可以說是西方的魯班,他便是阿基米德。阿基米德,古希臘人,出生於西西里島。
  • 用一支點翹起地球的阿基米德
    阿基米德,古希臘著名的哲學家、物理學家、數學家、力學家、百科式科學家,在人類思想發展史上,沒有誰去得過比他更高的成就,也沒有誰比他更被人們所忽視,阿基米德有很多偉大的成就,後來的好多科學家都是在他的基礎上展開研究的,他就是那個被人遺忘的「巨人
  • 地球的質量那麼大,人們是如何「稱」出來的?
    平時生活中,我們要想得知自己的體重,看看自己最近是不是又胖了,都會用體重計測量一下。《曹衝稱象》的故事告訴我們,即使有時候秤沒那麼大,也可以利用排水的方法解決。據說他當年才七歲,可以看出他還是很聰明的。但是地球的質量那麼大,我們不可能製作那麼大的秤。那麼人類又是怎麼得知其質量呢?今天小編帶大家了解一下!
  • 需要多長的槓桿能撬動地球?
    阿基米德說:給我一個支點,我就能撬起地球。這句話便是說槓桿原理:公式為(F1×L1=F2×L2),即動力×動力臂=阻力×阻力臂(力臂:從支點到力的作用線的距離)。假設成年男性體重為 70 千克,那麼理論上,他撬起一隻重 4000 千克的亞洲象需要 57 米的槓桿;撬起約重10100000 千克的艾菲爾鐵塔需要 144285 米的槓桿;地球質量約為 5.965×10^24 千克,地月的平均距離為 384403 千米,以月球為支點,撬起地球需要的槓桿長度約為 3465 萬億光年。
  • 特斯拉曾說,隨時能把地球劈成兩半!他真的有能力做到嗎?
    阿基米德曾經說過,給我一個支點,我就能撬起整個地球,對於現在的我們來說這是根本不可能實現的,但是它證明了槓桿原理,在阿基米德的這句話當中,如果真的找到了前提條件,撬起地球的支點,再加上足夠的力,或許這句話是有可能實現的,但是我們現在根本找不到撬動地球的這個支點。
  • 阿基米德除了想撬起地球,還曾在大街上裸奔
    阿基米德除了揭示浮力的奧秘之外,在科學的其他方面也取得了過人的成就,可謂是個科學全才。在數學上,他確定了各種複雜幾何體的表面積和體積的計算方法,創立了「窮竭法」,被公認為微積分計算的鼻祖。他還用逐漸接近的方法,比較精確的求出了圓周率。面對古希臘繁冗的數字表示方式,阿基米德還首創了記大數的方法,突破了當時用希臘字母計數不能超過一萬的局限,並用它解決了許多數學難題。
  • 阿基米德:找到支點 撬動廣播深度融合
    原標題:找到支點 撬動廣播深度融合     傳統廣播轉型,不是新鮮事,但能聚攏1.6萬檔節目、吸引千萬級用戶的,不多。   媒體融合搭建技術平臺,不是新鮮事,但起步之日即全部自主研發,如今形成全鏈技術開發體系、從不技術外包的,不多。   讓聽眾變用戶,不是新鮮事,但打破傳統廣告模式,讓節目可以24小時有進帳的,不多。
  • 微積分先驅-阿基米德與他心中的數學王國
    ——普盧塔切  "給我一個支點,我就能夠移動地球。"——阿基米德  阿基米德是古希臘的數學家、力學家。約公元前287年生於西西里島的敘拉古;約公元前212年卒於敘拉古。  阿基米德的父親是一位天文學家,自幼給予他良好的教育。阿基米德早年在亞歷山大跟隨歐幾裡得的學生學習,後來回到他的故鄉,但仍和亞歷山大的學者保持著密切的聯繫。
  • 「曹衝稱象」與「阿基米德稱王冠」
    「找規律」是西方人的最愛,經常為此著迷到了瘋狂地步。比如阿基米德,不光發現了浮力定律,而且還發現了槓桿定律。他看到古代奴隸利用槓桿翹石塊,小力量居然能夠抬起大重量,當時人們都以為這是「魔性」,但阿基米德經過仔細研究,實驗,發現只有當力臂比重臂長時,小力量才抬起大重量,而且力臂越長,能抬起的重量越大,而且能計算出它們之間是成正比的,最後終於總結出了槓桿定律。