
阿基米德可能是世界上最伟大的科学家,至少是古典时代最伟大的。他是物理学家,数学家,天文学家,发明家和工程师。他的许多发明,理论和概念今天仍在使用。也许他最著名的成就是他发现浮力原则时的“尤里卡”时刻。
传
阿奇米德(Archimedes)当时在公元前三世纪居住在西西里岛的锡拉丘兹(Syracuse),锡拉丘兹是古代世界上最有影响力的城市之一,根据科学美国人。来自埃及,希腊和凤凰的贸易船充满了城市国家的港口。也是商业,艺术和科学枢纽根据阿基米德斯的说法。
根据科学美国人的说法,在研究亚历山大(Alexandria)的几何学和天文学之后,阿基米德(Archimedes)定居在锡拉丘兹(Syracuse),追求思想和发明的生活。
他的发明之一是阿基米德螺丝。该设备使用带有空心管的开瓶器。螺钉转弯时,将水拉到管子上。它最初用于从船体的船体上倒空海水。根据阿基米德(Archimedes)的说法,今天仍然将其用作发展中国家的灌溉方法。
阿基米德(Archimedes)著名地说:“给我一个杠杆和一个站立的地方,我将移动世界。”这个夸张的主张表达了杠杆力量,至少在形象上可以改变世界。阿基米德(Archimedes)意识到,为了完成相同的数量或工作,可以使用杠杆在力和距离之间进行权衡。他的杠杆定律说:“幅度在纽约大学的克里斯·罗尔斯(Chris Rorres)的一本虚拟书中,“幅度与重量相反成比例成比例成正比”。
阿基米德还为锡拉丘兹(Syracuse)制定了防御入侵军队的防御能力。他加强了锡拉丘兹的墙壁和建造的战争机器。他的作品使罗马人持续了两年。但是,在公元前212年,马塞勒斯将军领导下的部队超越了这座城市。
马塞洛斯(Marcellus)尊重阿基米德(Archimedes),并派士兵去找他,以便他可以遇到著名的数学家。根据阿基米德(Archimedes)的掌握,他非常专注于解决数学问题,以至于他不知道罗马人冲进了这座城市。当一名士兵告诉他陪伴他去看将军时,阿基米德告诉他走开。愤怒的士兵把他击倒了。 Marcellus下令以荣誉埋葬阿基米德。阿基米德(Archimedes)的墓碑上刻有一个圆柱体内的球体形象,说明了他的一篇几何论文。
'尤里卡!尤里卡! '
阿奇米德(Archimedes)在历史上昏倒了,当时那个在锡拉丘兹(Syracuse)大喊“尤里卡(Eureka)!”的街道上奔跑的家伙。 - 或“我有!”在希腊。该事件背后的故事是,阿基米德(Archimedes)被指控证明锡拉丘兹国王希隆(Hieron)制造的新王冠并不是金史密斯(Goldsmith)所声称的纯金。这个故事是在公元前一世纪首次写下的罗马建筑师Vitruvius。
阿基米德(Archimedes)长时间思考,但找不到证明王室不是固体黄金的方法。不久之后,他填满了一个浴缸,注意到当他进入时,水溢出了边缘,他意识到自己身体流离失所的水等于身体的重量。阿基米德知道黄金比皇冠制造商可以替代的其他金属重,因此他的方法是确定皇冠不是纯金。忘了他脱衣服,他从家里赤裸裸地奔跑,向国王大喊“尤里卡!”
阿基米德原则
根据无限,Archimedes原理指出,浸入流体中的物体上的浮力等于该物体移位的流体的重量。
如果将玻璃杯用水填充到顶部,然后将冰块添加到其中,会发生什么?就像阿基米德(Archimedes)进入他的浴缸时的水一样洒在边缘上一样,玻璃中的水将倒入冰块时溢出。如果称重溢出的水(重量是向下力),则将其上向上(浮力)的力量。从浮力中,可以确定物体的体积或平均密度。
阿基米德(Archimedes)能够确定由于流离失所的水的体积,皇冠不是纯金,因为即使冠的重量与国王给皇冠制造商的黄金的重量相同,但由于金属的各种密度,该体积也有所不同。
阿基梅德原理的使用
Archimedes原理是一种非常有用和通用的工具。它可以在测量不规则物体的体积(例如金冠)以及解释任何液体中放置的任何物体的行为。阿基米德的原则描述了船只如何漂浮,潜艇潜水,热气球飞行以及许多其他例子。科学澄清了。阿基米德原则还用于多种科学研究学科,包括医学,工程,昆虫学,工程和地质。
当前的研究
骨量/密度
阿基米德原理在医疗和牙科领域有许多用途,用于确定骨骼和牙齿的密度。在1997年发表在《医学工程与物理学》杂志上的论文中研究人员使用了阿基米德原理为了测量骨骼内部海绵状部分的体积,也称为取消骨头。取消骨的体积分数可用于各种年龄和健康研究,包括成为衰老研究,骨质疏松症,骨骼强度,僵硬和弹性研究的指数。测试了使用Archimedes原理的各种方法,以提高测量值的可重现性:一种将骨头浸入蒸馏水中,另一种将骨头浸入水和表面活性剂溶液中,而将骨头放在密封容器中的三分之一,记录了气体压力的变化。
2017年发表的一篇文章在《口腔外科,口腔医学》,《口腔病理学》,《口腔放射学》杂志上与上一篇文章相似,该文章使用各种方法来确定可重复性,其中一种正在使用Archimedes原理。将阿基米德原理与使用锥形束计算机断层扫描(CBCT)进行比较,以测量牙齿的体积。这比较Archimedes原理和CBCT测量的测试表明后者将是计划牙科程序的准确工具。
潜艇
一个潜艇的简单,可靠,具有成本效益的设计在2014年的一篇论文中,《信息学,电子和视觉》杂志上描述了基于阿基米德原则。根据作者的说法,潜艇旨在在完全浸入水下的同时旅行,并依靠阿基米德原则,以保持恒定的深度。该原型海底的设计使用涉及海底和流离失所水的质量,密度和体积的计算,以确定压载水箱所需的尺寸,这将确定水的量,而不是填充水的量,因此潜艇可以潜入水的深度。
游荡的虫子
尽管Archimedes原理用于潜艇设计以帮助他们潜水和重新铺面,但它也解释了一些虫子可以在水上行走的原因。在2016年发表在应用物理信函中的一项研究中,研究人员使用了一种测量水撇路产生的阴影的方法,以测量水面中的曲率。然后,这些倾角可用于得出被移位的水量,导致用于使水叶片漂浮的力。作者说,有很大的兴趣对理解流动虫子背后的物理学,以创建仿生的水上行走机器人。
地质学
2012年在软件上发表的一篇论文描述了阿基梅德原理的更深入的观点,作者称之为该原则广义的阿基米德原则。在许多研究沉积剖面的实例中,通常使用的是阿基梅德原理,只能用作近似值,而广义原理可以说明现象,例如浮动在光流体顶部的较密集颗粒。作者的关键点在于密度扰动是由悬浮在流体中的颗粒引起的,这在传统的阿基梅德原理中没有考虑到,而对阿基梅德原理的新方法则得出。
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