浮力定律：澡盆中的力学发现

2024-06-12 百科知识版权反馈

【摘要】：浮力定律澡盆里的力学发现小时候，你可能做过这样的游戏：折一只纸船，然后，把它小心翼翼地放进水中，用手轻轻撩拨着水，默默地注视它远去，希望它能够顺水漂进蔚蓝的大海……在澡盆中发现浮力定律的阿基米德关于浮力定律的发现还流传着一个有趣的故事。“浮舟而量之”，就是利用水的浮力来测定这头其重无比的大猪的重量。曹冲称象图浮力定律对于航海事业的发展有着至关重要的作用。

浮力定律　澡盆里的力学发现

小时候，你可能做过这样的游戏：折一只纸船，然后，把它小心翼翼地放进水中，用手轻轻撩拨着水，默默地注视它远去，希望它能够顺水漂进蔚蓝的大海……童年的梦想是美丽而纯真的，不知你想过没有，为什么小纸船会浮在水面上而不是沉下去呢？

在澡盆中发现浮力定律的阿基米德

关于浮力定律的发现还流传着一个有趣的故事。

相传，公元前3世纪，在现在意大利西西里岛有个名叫叙拉古的王国。国王希洛叫工匠为他打造一顶纯金的王冠。金王冠做得极其精致，可是有人告发说，工匠在制作王冠时用银子偷换了金子。国王开始担心王冠的真实性，但又苦于没有证据，于是他找来了阿基米德，让他在不损害王冠的情况下判定王冠是否掺了假。

这是一个难题，即使对于聪明绝顶的阿基米德来说，也是非常棘手的。他日思夜想，不得其解。直到有一天，他去澡堂洗澡，当躺进澡盆时，他发现随着身体越往下沉，盆里溢出的水就越多。沉思了片刻，他欣喜若狂地跳出了澡盆，甚至忘记了穿衣服就直奔王宫，边跑边喊：“找到了，找到了！”

人漂在水上就是因为水有浮力的缘故

没错，他不仅发现了鉴定王冠是否掺假的方法，还发现了重要的科学原理，即浸入水中的物体受到一个向上的浮力，浮力的大小等于它所排开的水的重量。据此，阿基米德计算了王冠中金的含量。重量相同的物体，密度大的体积自然就小。金子的密度大于银子，当金块和银块同重时，金块的体积必然小于银块的体积。把相同重量的金块和银块分别放入水中，金块排出的水就比银块排出的水少，而王冠排出的水在这两者之间，这就证明了王冠不是纯金的。

阿基米德在测试完王冠后并没有满足于此，他继续研究，更进一步地得出了“浸在流体里的物体受到向上的浮力，其大小等于物体排开的流体所受的重力”这一重要的结论，即浮力定律。(www.chuimin.cn)

对于浮力的认识和应用，我国古人也积累了相当丰富的实践经验。晋代的《苻子》一书就记录了这样一个故事：

“朔人献燕昭王以大豕，曰‘养奚若’。……王乃命豕宰养之。十五年，大如沙坟，足如不胜其体。王异之，令衡官桥而量之，折十桥，豕不量。命水官浮舟而量之，其重千钧。” “浮舟而量之”，就是利用水的浮力来测定这头其重无比的大猪的重量。如果《苻子》的记载真实的话，这是我国古人利用水的浮力测定物体的重量的一个绝妙的例子。

接下来就是大家耳熟能详的曹冲称象的故事了。曹冲六七岁的时候，知识和判断能力都可以比得上成人。有一次，孙权送来了一头巨象，曹操想知道这象的重量，询问百官，都不能说出称象的办法。在大家一筹莫展之际，曹冲说：“把大象赶到大船上，在水面所达到的地方做上记号，再把这艘船装上石头，当水面也达到记号的时候，称一下这些石头，那么大象的重量就能知道了。”曹操听了很高兴，马上照这个办法去做了。

曹冲称象图

浮力定律对于航海事业的发展有着至关重要的作用。现在的船只多是钢铁制成，钢铁比水重但却能浮在水面上，这是因为船的内部是挖空的，也就是说船本身的重量比船体排开的水要轻，这就是船能浮在海面上的秘密。但是这一点人类其实是很晚才认识到的。早在拿破仑时期，就有人向他建议用金属造船，可是不可一世的拿破仑并没有采用，否则，也许成为海上霸主的将是法兰西第一帝国，而不是英国。

阿基米德之死

公元前240年，阿基米德回到故乡叙拉古，当了赫农王的顾问，帮助国王解决生产实践、军事技术和日常生活中的各种科学技术问题。公元前212年，古罗马军队攻陷叙拉古，正在专心致志研究几何问题的阿基米德，不幸被罗马士兵杀死，终年75岁。如今，被誉为“数学之神”的阿基米德的遗体葬在西西里岛，墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形，以纪念他在几何学上的卓越贡献。

浮力定律：澡盆中的力学发现

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