用一種美妙的數學思維來分析阿基米德槓桿原理

2020-12-03 電子通信和數學

如下是一個阿基米德槓桿問題,左邊是1KG,右邊是2KG

依據平衡原理,平衡點是在2/3處的位置

我們從另一個點來分析平衡點的位置,首先將2分成兩個1+1,如下圖,很明顯3個1之間都相差2個單位,所以平衡位置就是2/3,這是一個完美的分析方法

如下繼續:我們將2KG換成3KG,它的平衡位置在哪裡呢?

根據槓桿平衡原理,明顯是在3/4的位置

我們在這裡將3分成3個1,4個1之間正好相差2個單位

運用槓桿原理,它的平衡位置就是3/4,

同理我們將3KG換成4KG,它的平衡位置在哪裡呢?

運用上面的原理,將4分成4個1,5個1之間正好相差2個單位

所以很明顯它的平衡位置在4/5的位置,

這是一種新穎的思路來分析阿基米德槓桿原理,雖然本篇比較簡單,但包含著深刻的原理,下一篇我們繼續討論

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    阿基米德對重心的研究,是從研究槓桿的平衡發展起來的。為此他寫了一本著作叫《論平面圖形的平衡》的科學著作。在這本著作中,他將槓桿原理總結成如下的幾條定理:①重量相等的重物,加在離支點距離相等的無重杆上是平衡的。②重量不相等的重物,加在離支點距離相等的無重杆上,杆子就傾向重的一面。
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    上帝的奴僕阿基米德,這位偉大的希臘數學家、物理學家、工程學家和發明家,這位站在當時古希臘科學金字塔頂峰的理論大神,這位沉迷於用數字與方程來描述事物,並用一生來思考物與物之間如何建立線性關係的先行者。積分的開始在他求解阿基米德螺線中,他巧妙地用單位時間內旋進的角度與單位時間內極徑的變化量之間的比值來代替兩個量的變化,從而降低方程的難度,從而在極徑長度與極角之間建立連續的對應關係,而不是在極徑與單位時間內極徑變化與角度變化之間分別建立關於關係。從他這裡的解決問題的方法,當時的阿基米德對積分已經有一定的認識。
  • 用一支點翹起地球的阿基米德
    在羅馬軍隊圍攻敘拉古時是阿基米德的聰明才智擋住羅馬鐵軍三十六個月,阿基米德利用槓桿原理髮明的投石器用石塊砸向羅馬軍隊和戰艦,槓桿原理製造的巨型起重機吊起羅馬的軍艦砸的粉碎,利用平面鏡反光燒掉羅馬戰艦的帆,在他的努力下阻擋但是世界最強的鐵騎三年之久。終於在羅馬士兵攻城後他背士兵殺死。
  • 槓桿原理的發現
    它是出自阿基米德的口中,今天,我們就來講講槓桿原理的發現。  關於阿基米德撬動地球之說,還是他在亞歷山大留學時的事兒。當時他看見農民提水用的吊杆和奴隸撬石頭時用的撬棍,可以達到一個省力的目的,由此,他得出了槓桿原理:動力×動力臂=阻力×阻力臂。為此,他還給國王寫信說:「只要給我一個支點,給我一個足夠長的槓桿,我就可以撬動地球。」
  • 數學大師啟示錄——阿基米德
    它們當之無愧地被奉為古代數學和 物理學的經典。阿基米德取得的成就是空前的。他付出的勞動,他的鑽研精神, 也遠非常人可比。人們通常用「入迷」來形容一個人熱愛和專注於 一項活動,用這兩個字來形容阿基米德的研究情景是最恰當不過了。 在海邊,他無心觀賞大海和日出;他把沙灘當紙,用木棍或手指作 筆,來探索自然的奧秘。
  • 槓桿原理之下,隱藏著彎矩的秘密
    阿基米德說過一句名言:「給我一個支點,我能撬起地球。」這是對槓桿原理的一句詩性化的描述,在絕對理想狀下才能實現的力矩平衡。我們仍然給阿基米德兩個理想化的條件。一,地球有重力mg,且方向向下;二,他能到達他想要到達的任何地方,並且能得到一根他想要的杆子。剩下的問題,就全在這根槓桿上了。它能不能存在?如果存在,它會是什麼樣的?我們先來溫習一下什麼是力矩。
  • 古希臘時期的理科生,被稱為當時的數學之神,奠定力學的阿基米德
    然而在古希臘時期也有一位理科生,這位理科生曾經被稱為當時的數學之神,他還奠定了力學的發展,這位就是阿基米德。說起阿基米德,應該都有聽過他的一些小故事吧,例如我們現在知道的槓桿原理,這也是他提出來的。他也有很多其他的發現,而這些發現或多或少都影響著一些科技的發展。現在我們就來看看這位理科生,阿基米德他有怎樣的經歷吧。
  • 你知道槓桿原理為何成立嗎?
    今天碰到一道槓桿的題目,題目很容易,但我突然想到一個更原始的問題:槓桿原理為何能成立呢?估計很多讀者如我一樣,對初中物理的槓桿原理拿來就能用,但並不清楚它是「怎麼來」的。槓桿原理是初中物理的內容,它說的是,輕杆兩端的所受的力分別乘以力臂的乘積,兩者相等時,系統處於平衡狀態。下面是一個示意圖——圖中兩端吊兩個物體,等效於槓桿兩端所受的力。
  • 阿基米德的一些重要發明
    阿基米德在這裡學習了哲學和數學天文學物理學等科學知識,掌握了豐富的希臘文化遺產。後來他返回了敘拉古,專心致志地從事科學研究阿基米德在集幾何學物理學工程學等方面都做出了傑出的發明和貢獻。當時在幾何學方面有一個難題一直困擾著學者們如何計算圓形的面積。阿基米德想出了一個小妙的方法,它利用無數個多邊形來求證,通過成倍的增加邊數而接近圓,最終求證出圓面積公式。
  • 成長:比能力重要100倍的,是你的「槓桿」思維
    再比如自己搬一塊石頭非常的重,你只需要找到一個槓桿,就可以輕鬆撬動它,這就是「槓桿的思維」的原理。槓桿的原理啟發在於「四兩撥千斤」,為什麼有的人拼命工作而收穫卻很少?智遠認為除了努力是一方面外,其次就是沒有靈活運用好「槓桿原理」,如果你能夠找到「槓桿」的話,那就很輕鬆的做到「事半功倍」的效果了。
  • 阿基米德的天才——他憑什麼被評為最偉大的數學家?
    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?
  • 「曹衝稱象」與「阿基米德稱王冠」
    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。
  • 力學之父阿基米德
    公元前287年位於歐洲文明發源地古希臘的敘古拉的一戶人家裡降生了一個小男孩,作為天文學家兼數學家的父親給他取名叫阿基米德,阿基米德意為大的思想家。 阿基米德從小對數學天文學和古希臘的幾何學產生了濃厚興趣。
  • 幾何巨人:阿基米德
    第二次布匿戰爭時,羅馬大軍圍攻錫拉庫扎,阿基米德死於羅馬士兵之手。阿基米德對數學和物理學的影響極為深遠,被視為古希臘最傑出的科學家。美國數學史學家E.T.貝爾在其《數學大師(Men of Mathematics)》一書中將阿基米德與牛頓和高斯並列為有史以來最偉大的三位數學家。
  • 你了解槓桿原理嗎?
    剪刀、起子、鑷子、筷子、鉗子、桿秤.這些工具都用到了「槓桿原理」。利用槓桿原理,我們可以用很小的力量撬起很重的物體,也可以把短距離移動放大為長距離移動。正因如此,槓桿原理在我們生活中的應用十分廣泛。據說,最早發現槓桿原理的是古希臘的阿基米德(前287~前212)。他曾經說過:「給我一個支點,我就能撬起整個地球。」
  • 為了真理直面死亡,科學界的哲學家——阿基米德!
    ——阿基米德靜態力學和流體靜力學的奠基人,並且享有「力學之父」的美稱的阿基米德,和高斯、牛頓並列為世界三大數學家。這個世界最珍貴的不是「得不到」和「已失去」,而是「已擁有」。——阿基米德不僅是在物理和數學方面,而且在力學方面阿基米德也有很高的造詣,最後成為影響世界人類的科學家之一。