- 第3節(jié) 阿基米德推戰(zhàn)船
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公元前213年,羅馬帝國以大批戰(zhàn)船,企圖征服位于地中海西西里島的小國敘拉古。敘拉古是阿基米德的家鄉(xiāng),出于保衛(wèi)祖國的正義感,他利用科學(xué)原理,幫助敘拉古軍隊取得了勝利。
為了準(zhǔn)備迎戰(zhàn),敘拉古人造了一批大船。船造好后,卻出現(xiàn)了難題:由于船體太大,無法推下海去。
敘拉古國王立即召見阿基米德,并問道: “尊敬的阿基米德先生,眼看戰(zhàn)期快到,不知先生有何法子將我國造的大船推下海去,以便作戰(zhàn)!卑⒒椎禄卮鹫f: “陛下,我可以利用杠桿原理將船推下海去!
隨后,阿基米德制作了一套滑輪杠桿裝置,把系在大船上的繩子末端遞給國王,說: “陛下只要將繩子一拉,大船自然就會滑向海里!惫贿@招很靈,國王將繩子一拉,不一會兒大船就滑向海面去了。
在物理學(xué)中,我們把在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿,這個固定點叫做支點。在杠桿上作用著兩個力,一個是使杠桿轉(zhuǎn)動的力,叫做動力;另一個是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力,叫做阻力。當(dāng)我們使用杠桿時,杠桿的轉(zhuǎn)動,不僅與力的大小有關(guān),還與支點到力的作用線的距離有關(guān)。
從支點到力的作用線的距離叫做力臂。從支點到動力作用線的距離叫動力臂;從支點到阻力作用線的距離叫阻力臂。從大量的實驗中,人們得到了杠桿的平衡條件:
動力×動力臂=阻力×阻力臂根據(jù)這一公式,我們可以得出以下三個結(jié)論:一是當(dāng)動力臂大于阻力臂時,使用杠桿省力。動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。二是當(dāng)動力臂小于阻力臂時,使用杠桿費力,但省距離。三是當(dāng)動力臂等于阻力臂時,使用杠桿不能省力,只能改變力的方向。
在人們的實際生活和生產(chǎn)中,經(jīng)常要用到杠桿這一工具。比如,我們用起子開啤酒瓶蓋,用羊角錘起釘子,都是運用了杠桿能夠省力的原理。
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