阿基米德能举起地球吗
科普小知识2022-08-12 08:04:46
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"给我一个支点,我就能举起地球."传说这是古代发现杠杆原理的机械师阿基米德说的。我们在普鲁塔克的书中读到:“阿基米德曾经给叙利亚古代国王西伦写过一封信,西伦既是他的亲戚也是他的朋友。信中说一定量的力可以移动任何重量。他喜欢引用有力的证据,并补充道:“如果有另一个地球,他可以上去移动我们的地球。阿基米德知道,如果使用杠杆,他可以用最小的力举起任何重物:只要把这个力加在杠杆的长臂上,让短臂作用在重物上。因此,他还认为,如果他用力按下一根很长的杠杆臂,他的手就能举起相当于地球质量的重量。然而,如果这位伟大的古代机械师知道地球有多大,他可能不会吹嘘这么多。让我们想象阿基米德真的找到了另一个地球作为支点,然后想象他也变成了一个足够长的杠杆。你知道他要花多长时间才能举起一个与地球质量相等的重物,即使它只有1厘米?至少30万亿年!天文学家知道地球的质量。对于这种质量的物体,如果在地球上称重,它的重力约为6亿吨。如果一个人只能直接举起60公斤的重量,那么如果他想“举起地球”,他必须把手放在这个长度的杠杆上。它的长臂应该是它的短臂的1,000,000,000,000,000倍。一个简单的计算表明,如果短臂的末端被抬高到1厘米的高度,长臂的末端将在空间中被拉成一个大的弧线。弧线的长度约为1,000,000,000,000,000,000公里。也就是说,如果阿基米德想把地球提升到1厘米,他必须将握着杠杆的手移动到一个难以想象的距离。那么他要花多长时间才能完成呢?如果我们认为阿基米德能在1秒钟内将60公斤的重量提升到1米,那么他必须用100亿,000亿,000亿,000,000,000秒,或者30万亿年,才能将地球提升到1厘米!可以看出,阿基米德用了一生的时间来按压杠杆,却无法将地球举到很小的距离。不管这位天才发明家有多聪明,他都无法显著缩短这段时间。“力学的黄金律”告诉我们,任何一种机器,如果它利用了力,它移动的距离,也就是时间,都会受到损失。即使阿基米德的手能像自然界的最大速度一样快——光速(每秒300000公里)——经过100000多年的工作,他也只能把地球举起1厘米。