阿基米德能舉起地球嗎?
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-09-01 16:38:22
阿基米德能舉起地球嗎?
“給我一個(gè)支點(diǎn),我就能舉起地球。”相傳這是古代發(fā)現(xiàn)杠桿原理的力學(xué)家阿基米德說(shuō)的話。我們?cè)诓ūR塔克的書(shū)里讀到:“有一次,阿基米德寫(xiě)了一封信給敘拉古國(guó)王希倫,他同這位國(guó)王既是親戚,又是朋友。信里說(shuō),一定大小的力可以移動(dòng)任何重量(1)。他喜歡引用有力的證明,補(bǔ)充說(shuō):如果還有另一個(gè)地球的話,他就能到上面去,把我們的地球移動(dòng)。”
阿基米德知道,如果利用杠桿,就能用一個(gè)最小的力,把不論怎樣重的東西舉起來(lái):只要把這個(gè)力放在杠桿的長(zhǎng)臂上,而讓短臂對(duì)重物起作用。因此,他又想到,如果用力壓一根非常長(zhǎng)的杠桿臂,他的手就可以舉起質(zhì)量等于地球的重物(2)。
然而如果這個(gè)古代偉大力學(xué)家知道地球的質(zhì)量是多么大,他也許就不會(huì)這樣夸口了。讓我們?cè)O(shè)想阿基米德真的找到了另一個(gè)地球做支點(diǎn),再設(shè)想他也做成了一根夠長(zhǎng)的杠桿。你知道他得用多少時(shí)間才能把質(zhì)量等于地球的一個(gè)重物,哪怕只舉起1厘米呢?至少要30萬(wàn)億年!
地球的質(zhì)量天文學(xué)家是知道的。質(zhì)量這樣大的物體,如果把它拿到地球上來(lái)稱的話,它的重力大約是:
6000000000000000000000噸
如果一個(gè)人只能直接舉起60千克的重物,那么他要“舉起地球”,就得把自己的手放在一根這樣長(zhǎng)的杠桿上,它的長(zhǎng)臂應(yīng)當(dāng)?shù)扔谒亩瘫鄣?/p>
100000000000000000000000倍
簡(jiǎn)單地計(jì)算一下就可以知道,在短臂的那一頭舉高1厘米,就得把長(zhǎng)臂這一頭在宇宙空間里畫(huà)一個(gè)大弧形,弧的長(zhǎng)度大約是
1000000000000000000公里
這就是說(shuō),阿基米德如果要把地球舉起1厘米,他那扶著杠桿的手就得移動(dòng)大到這樣不可想象的一個(gè)距離!那么他要用多少時(shí)間才能做完這件事呢?如果我們認(rèn)為阿基米德能在1秒鐘里把60千克的重物舉高1米,那么,他要把地球舉起1厘米,就得用去
1000000000000000000000秒
即30萬(wàn)億年!可見(jiàn)阿基米德就是用一輩子時(shí)間按著杠桿,也不能把地球舉起極小的一段距離。
不管這位天才的發(fā)明家怎樣聰明,他也沒(méi)法顯著地縮短這段時(shí)間的。“力學(xué)的黃金律”告訴我們,任何一種機(jī)器,如果在力上占了便宜,在位置移動(dòng)的距離上,也就是在時(shí)間上一定要吃虧。即使阿基米德的手能夠運(yùn)動(dòng)得和自然界最大的速度——光速(300000公里每秒)——一樣快,他也只能在做了十幾萬(wàn)年的工作以后,才能把地球舉起1厘米。
。1)在物理學(xué)中,重量概念已取消,應(yīng)為重力。
(2)“舉起地球”這句話,我們指的是,在地球表面上舉起一個(gè)質(zhì)量等于地球的重物。
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