浮力原理-阿基米得定律
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阿基米得:『物理在液體中所受浮力, 等於所排開的液體重』
將物體放進液體中,物體所排開液體的體積 = 物體在液體內的體積
想像:在物體尚未放進去以前, 同樣體積內的液體必處於平衡狀態,
因此所受 浮力 = 體積內的液體重
http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/buoyantForce/index.html
槓桿原理+浮力定律
槓桿原理Law of the Lever
『給我一個立足點,我就可以移動這個地球!』
阿基米德亦曾對槓桿原理作深入的研究,並建立了槓桿and滑輪的理論。
槓桿原理簡單地說,是指由力點到支點的距離、重點到支點的距離,和施力、貨物重量的關係,可表達如下:
力矩的原理 Principle of Moments:
物體處於平衡狀態 -> 作用在物體上所有軸心(axes)的力矩和在每一倘方向都等如零。即
順時針方向力矩和 = 逆時針方向力矩和
F1xr1 = F2xr2
力點到支點的距離[Se] x 施力[Effort] = 重點到支點的距離[Sl] x 貨物重量[Load]
在阿基米德晚年的時候,羅馬的軍隊入侵他的國家,他設計的武器如投石器,大型聚光鋼,鐵爪式起重機等,使羅馬的士兵對阿基米德十分懼怕。
潛水艇之父
在仔細的探討研究下去,大自然埋藏在體積、質量、浮力的關係也被阿基米德挖了來,導出了對人類影響很大的浮力原理。證明物體在液體中所受到的浮力和它所排出的液重相等。這也稱作阿基米德原理。這有多重要?這牽涉到船能裝多重的貨,潛水艇要浮出水面、潛到2000公尺要如何做…。
能否利用阿基米德原理做成永久動力?
自古人們即夢想著發明無動力源而能永久作功的永久機關。
永久機關乍見之下構造很巧妙,但仔細一想,並不一定能持續作功,如今極力提倡節省能源的時代,這不正是求之不得的動力源。 而研究永久機關,可以訓練物理方面的思考能力,並非毫無益處。
它是利用阿基米德的浮力原理做成的動力機械,構造如附圖。
在水槽邊設置上下兩個滑輪,以繩子連結幾個中空的箱子,這些箱子可以在水槽內外能自由活動,而水槽下部不漏水。
水槽內中空箱子,因受浮力而有上升力,至於水槽外中空箱子,因重力而落下,這兩種力相互逆向,利用滑輪而能夠旋轉。
這種旋轉可永遠持續,因此,若將軸連接發電機,即產生完全免費的電。
如果不可能有永久機關,難道前述理論有何錯誤?
一般來說,中空箱子在水中上升,在空氣中下降,在物理上是正確的。
也許您已經知道問題出在哪裏了,就是中空箱子進出水的地方。
中空的箱子在槽壁洞中因水壓應該會被擠出外面才是,而水壓隨深度增加而增強,擠出外面的力和在水中的浮力剛好平衡,所以就動不了了。
如果中空箱子進入壁洞未承受水壓,即變成永久動力,能不能將它改良?值得我們好好研究一番。這種永久動力,以「巧妙」為人所熟悉,確是有趣。
傳說,阿基米德做了天體地球儀,推算日蝕月蝕的時間。他還發明的螺旋揚水器,可以把水引上來灌溉。
hk.geocities.com/hungkim11/Archi-2.html