
阿基米德可能是世界上最偉大的科學家,至少是古典時代最偉大的。他是物理學家,數學家,天文學家,發明家和工程師。他的許多發明,理論和概念今天仍在使用。也許他最著名的成就是他發現浮力原則時的“尤里卡”時刻。
傳
阿奇米德(Archimedes)當時在公元前三世紀居住在西西里島的錫拉丘茲(Syracuse),錫拉丘茲是古代世界上最有影響力的城市之一,根據科學美國人。來自埃及,希臘和鳳凰的貿易船充滿了城市國家的港口。也是商業,藝術和科學樞紐根據阿基米德斯的說法。
根據科學美國人的說法,在研究亞歷山大(Alexandria)的幾何學和天文學之後,阿基米德(Archimedes)定居在錫拉丘茲(Syracuse),追求思想和發明的生活。
他的發明之一是阿基米德螺絲。該設備使用帶有空心管的開瓶器。螺釘轉彎時,將水拉到管子上。它最初用於從船體的船體上倒空海水。根據阿基米德(Archimedes)的說法,今天仍然將其用作發展中國家的灌溉方法。
阿基米德(Archimedes)著名地說:“給我一個槓桿和一個站立的地方,我將移動世界。”這個誇張的主張表達了槓桿力量,至少在形像上可以改變世界。阿基米德(Archimedes)意識到,為了完成相同的數量或工作,可以使用槓桿在力和距離之間進行權衡。他的槓桿定律說:“幅度在紐約大學的克里斯·羅爾斯(Chris Rorres)的一本虛擬書中,“幅度與重量相反成比例成比例成正比”。
阿基米德還為錫拉丘茲(Syracuse)制定了防禦入侵軍隊的防禦能力。他加強了錫拉丘茲的牆壁和建造的戰爭機器。他的作品使羅馬人持續了兩年。但是,在公元前212年,馬塞勒斯將軍領導下的部隊超越了這座城市。
馬塞洛斯(Marcellus)尊重阿基米德(Archimedes),並派士兵去找他,以便他可以遇到著名的數學家。根據阿基米德(Archimedes)的掌握,他非常專注於解決數學問題,以至於他不知道羅馬人衝進了這座城市。當一名士兵告訴他陪伴他去看將軍時,阿基米德告訴他走開。憤怒的士兵把他擊倒了。 Marcellus下令以榮譽埋葬阿基米德。阿基米德(Archimedes)的墓碑上刻有一個圓柱體內的球體形象,說明了他的一篇幾何論文。
'尤里卡!尤里卡! '
阿奇米德(Archimedes)在歷史上昏倒了,當時那個在錫拉丘茲(Syracuse)大喊“尤里卡(Eureka)!”的街道上奔跑的傢伙。 - 或“我有!”在希臘。該事件背後的故事是,阿基米德(Archimedes)被指控證明錫拉丘茲國王希隆(Hieron)製造的新王冠並不是金史密斯(Goldsmith)所聲稱的純金。這個故事是在公元前一世紀首次寫下的羅馬建築師Vitruvius。
阿基米德(Archimedes)長時間思考,但找不到證明王室不是固體黃金的方法。不久之後,他填滿了一個浴缸,注意到當他進入時,水溢出了邊緣,他意識到自己身體流離失所的水等於身體的重量。阿基米德知道黃金比皇冠製造商可以替代的其他金屬重,因此他的方法是確定皇冠不是純金。忘了他脫衣服,他從家里赤裸裸地奔跑,向國王大喊“尤里卡!”
阿基米德原則
根據無限,Archimedes原理指出,浸入流體中的物體上的浮力等於該物體移位的流體的重量。
如果將玻璃杯用水填充到頂部,然後將冰塊添加到其中,會發生什麼?就像阿基米德(Archimedes)進入他的浴缸時的水一樣灑在邊緣上一樣,玻璃中的水將倒入冰塊時溢出。如果稱重溢出的水(重量是向下力),則將其上向上(浮力)的力量。從浮力中,可以確定物體的體積或平均密度。
阿基米德(Archimedes)能夠確定由於流離失所的水的體積,皇冠不是純金,因為即使冠的重量與國王給皇冠製造商的黃金的重量相同,但由於金屬的各種密度,該體積也有所不同。
阿基梅德原理的使用
Archimedes原理是一種非常有用和通用的工具。它可以在測量不規則物體的體積(例如金冠)以及解釋任何液體中放置的任何物體的行為。阿基米德的原則描述了船隻如何漂浮,潛艇潛水,熱氣球飛行以及許多其他例子。科學澄清了。阿基米德原則還用於多種科學研究學科,包括醫學,工程,昆蟲學,工程和地質。
當前的研究
骨量/密度
阿基米德原理在醫療和牙科領域有許多用途,用於確定骨骼和牙齒的密度。在1997年發表在《醫學工程與物理學》雜誌上的論文中研究人員使用了阿基米德原理為了測量骨骼內部海綿狀部分的體積,也稱為取消骨頭。取消骨的體積分數可用於各種年齡和健康研究,包括成為衰老研究,骨質疏鬆症,骨骼強度,僵硬和彈性研究的指數。測試了使用Archimedes原理的各種方法,以提高測量值的可重現性:一種將骨頭浸入蒸餾水中,另一種將骨頭浸入水和表面活性劑溶液中,而將骨頭放在密封容器中的三分之一,記錄了氣體壓力的變化。
2017年發表的一篇文章在《口腔外科,口腔醫學》,《口腔病理學》,《口腔放射學》雜誌上與上一篇文章相似,該文章使用各種方法來確定可重複性,其中一種正在使用Archimedes原理。將阿基米德原理與使用錐形束計算機斷層掃描(CBCT)進行比較,以測量牙齒的體積。這比較Archimedes原理和CBCT測量的測試表明後者將是計劃牙科程序的準確工具。
潛艇
一個潛艇的簡單,可靠,具有成本效益的設計在2014年的一篇論文中,《信息學,電子和視覺》雜誌上描述了基於阿基米德原則。根據作者的說法,潛艇旨在在完全浸入水下的同時旅行,並依靠阿基米德原則,以保持恆定的深度。該原型海底的設計使用涉及海底和流離失所水的質量,密度和體積的計算,以確定壓載水箱所需的尺寸,這將確定水的量,而不是填充水的量,因此潛艇可以潛入水的深度。
遊蕩的蟲子
儘管Archimedes原理用於潛艇設計以幫助他們潛水和重新鋪面,但它也解釋了一些蟲子可以在水上行走的原因。在2016年發表在應用物理信函中的一項研究中,研究人員使用了一種測量水撇路產生的陰影的方法,以測量水面中的曲率。然後,這些傾角可用於得出被移位的水量,導致用於使水葉片漂浮的力。作者說,有很大的興趣對理解流動蟲子背後的物理學,以創建仿生的水上行走機器人。
地質學
2012年在軟件上發表的一篇論文描述了阿基梅德原理的更深入的觀點,作者稱之為該原則廣義的阿基米德原則。在許多研究沉積剖面的實例中,通常使用的是阿基梅德原理,只能用作近似值,而廣義原理可以說明現象,例如浮動在光流體頂部的較密集顆粒。作者的關鍵點在於密度擾動是由懸浮在流體中的顆粒引起的,這在傳統的阿基梅德原理中沒有考慮到,而對阿基梅德原理的新方法則得出。
其他資源