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        阿基米德能撬起地球嗎?

        2009-05-22 03:38:00汪小建
        初中生之友·中旬刊 2009年4期
        關(guān)鍵詞:長臂阿基米德重物

        汪小建

        “給我一個支點,我就能撬起地球”,相傳這是古代發(fā)現(xiàn)杠桿原理的力學(xué)家阿基米德說的話。有一次,阿基米德寫了一封信給敘拉古國王希倫,他同這位國王既是親戚又是朋友。阿基米德在信里說,一定大小的力可以移動任何重量。阿基米德還說,如果還有另一個地球的話,他就能到那個地球上去,把我們的地球移動。

        阿基米德知道,如果利用杠桿,就能用一個最小的力,把不論怎樣重的東西舉起來,辦法就是把這個力放在杠桿的長臂上,而讓短臂對重物起作用。因此,他又想到,如果用力壓一根非常長的杠桿臂,他的手就可以舉起質(zhì)量等于地球的重物。

        然而,如果這個古代偉大的力學(xué)家知道地球的質(zhì)量是多么大,他也許就不會這樣夸口了。讓我們設(shè)想一下阿基米德真的找到了另一個地球做支點。再設(shè)想一下他做成了一根夠長的杠桿,你知道他得用多少時間才能把一個質(zhì)量等于地球狀的重物,哪怕只舉起1厘米呢?答案是:30萬億年。

        原來,地球的質(zhì)量是可以知道的。質(zhì)量有多大呢?如果拿到地球來稱的話,它的重量大約是6×1021噸。

        如果一個人只能舉起60千克的重物,那么他要“撬起”地球,就得把自己的手放到這樣一根杠桿上:它的長臂應(yīng)當?shù)扔谒亩瘫鄣?×1023倍。

        簡單地計算一下就可以知道,在短臂那一頭撬動1厘米,就得把長臂那一頭在宇宙空間里畫一個大弧形,弧的長度大約是:1×1018公里。

        這就是說,阿基米德如果把地球撬起1厘米,他那扶著杠桿的手就得移動大到一個不可想象的距離!那么他要用多長時間才能做完這件事呢?如果我們認為阿基米德能在一秒鐘里把60千克的重物舉高1米,那么他要把地球撬起1厘米,就要用去1×1021秒,換算成年,就是30萬億年!可見,阿基米德就是用一輩子的時間按著杠桿,也不能把地球撬起像頭發(fā)絲橫斷面那樣的距離。

        不論這位天才的發(fā)明家怎樣聰明,他也是沒辦法顯著地縮短這段時間的?!傲W(xué)的黃金律”讓我們懂得,任何一種機器,如果在力量上占了便宜,那么,在位置移動的距離上,也就是在時間上一定要吃虧。即使阿基米德的手能夠運動得和自然界最大的速度——光速(每秒30萬公里)一樣快,他也只能在做了十幾萬年的工作之后,才能把地球撬起1厘米。

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