揭秘阿基米德定律物理学中的重要原理，是洗澡

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“阿基米德定律”相信大家都十分熟悉，尤其是对于正值初中高中的朋友而言，在这两个阶段，似乎我们总是被各种各样的定律所征服，这也成为了学生时代记忆最深，也最想回去的画面。而阿基米德定律除了给我们的学生时代带去了一点懵懂和对物理的探索之外，其实在生活中对于我们也是有着些许帮助的，科学本身就是属于世界的。阿基米德定律物理学中的重要原理，是洗澡时发现的？

阿基米德是谁

阿基米德与公元前212年生于希腊西西里岛叙拉古附近的一个小村庄，他的父亲是天文学家还有数学家，阿基米德也不逊色于父亲，成为了伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，而且还拥有“力学之父”之称，阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”这就是出自阿基米德之口。

浮力也是阿基米德发现的，他还确立了静力学和流体静力学的基本原理。给出许多求几何图形重心，包括由一抛物线和其网平行弦线所围成图形的重心的方法。阿基米德证明物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重量，这一结果后被称为阿基米德原理。他还给出正抛物旋转体浮在液体中平衡稳定的判据。阿基米德发明的机械有引水用的水螺旋，能牵动满载大船的杠杆滑轮机械，能说明日食，月食现象的地球-月球-太阳运行模型。但他认为机械发明比纯数学低级，因而没写这方面的著作。阿基米德还采用不断分割法求椭球体、旋转抛物体等的体积，这种方法已具有积分计算的雏形。

阿基米德定律是什么

浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量，方向垂直向上并通过所排开流体的形心。

阿基米德定律的历史

阿基米德发现的浮力原理，奠定了流体静力学的基础。传说希伦王召见阿基米德，让他鉴定纯金王冠是否掺假。他冥思苦想多日，在跨进澡盆洗澡时，从看见水面上升得到启示，作出了关于浮体问题的重大发现，并通过王冠排出的水量解决了国王的疑问。

最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，在公共浴室内，阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大脑中闪现出一个模糊不清的想法。他把胳膊完全放进水中，全身放松，这时胳膊又浮到水面。他从浴盆中站起来，浴盆四周的水位下降；再坐下去时，浴盆中的水位又上升了。他躺在浴盆中，水位则变得更高了，而他也感觉到自己变轻了。他站起来后，水位下降，他则感觉到自己重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。他把差不多同样大小的石块和木块放入浴盆，浸入到水中。石块下沉到水里，他感觉到石块变轻。他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。这表明浮力与物体的排水量（物体体积）有关，而不是与物体的重量有关。原文地址http://.yi2./article/201606/13102.html

物体在水中感觉有多重一定与它的密度（物体单位体积的质量）有关。于是他悟得一个基本原理（浮力定律）物体在液体中减轻的重量（浮力），等于排去液体的重量。——不同质料的物体，虽然重量相同，但因体积不同，排去的水也必不相等。根据这一道理，就可以判断皇冠是否掺假。 如果皇冠里面含有其他金属，它的密度会不相同。在重量相等的情况下，这个皇冠的体积是不同的。把皇冠和同样重量的金子放进水里，结果发现皇冠排出的水量比金子的大，这表明皇冠是掺假的。

他将这一流体静力学的基本原理，写入《论浮体》中，以“阿基米德原理”著称于世，在著名的《论浮体》一书中，他按照各种固体的形状和比重的变化来确定其浮于水中的位置，并且详细阐述和了后来闻名于世的阿基米德原理放在液体中的物体受到向上的浮力，其大小等于物体所排开的液体重量。从此使人们对物体的沉浮有了科学的认识。

阿基米德定律的实用案例

1.气球

阿基米德原理可用于解释气球的上升机理充满轻气体的气球的自重小于它所排开的空气的重量（浮力）。

2.液体比重计

对部分浸入液体的比重计，它所受到的浮力F=W=γV 。式中W为比重计的重量，V为浸入液体的体积；γ为液体的比重。若已知W和V，可确定比重γ。

3.排水量

Vmax=m船/ρ水

由ρ=1,得 Vmax=m船/1

简写: V=m

即体积常数等于质量常数。合称排水量。

4.积云对流

阿基米德静浮力可使积云对流得以发展，在稳定层结大气中可以产生重力内波。

阿基米德定律的适用范围

阿基米德原理适用于全部或部分浸入静止流体的物体，要求物体下表面必须与流体接触。如果物体的下表面并未全部同流体接触，例如，被水浸没的桥墩、插入海底的沉船、打入湖底的桩子等，在这类情况下，此时水的作用力并不等于原理中所规定的力。

如果水相对于物体有明显的流动，此原理也不适用（见伯努利方程）。鱼在水中游动，由于周围的水受到扰动，用阿基米德原理算出的力只是部分值。这些情形要考虑流体动力学的效应。水翼船受到远大于浮力的举力就是动力学效应，所循规律与静力学有所不同。

阿基米德定律的物理情况

物体在流体中有3种情况，1.漂浮，2.悬浮，3.沉浮

1.静止时由于二力平衡

F浮=m物g=ρ物gV物

2.同理

F浮=m物g=ρ物gV物

3.沉浮时F浮

∴F浮=G排=m排g=ρ液gV排

阿基米德定律常见误区

折叠常见误区一千克水和两千克木头

1kg水能否浮起2kg木头？

浮力定律中的V并不是指液体本身的体积，而是指物体浸入液体之后物体所对应的液体体积，与液体本身是多少体积无关。故1kg水完全可以浮起2kg木头。

这可以从实验中得到证实找一个圆玻璃杯，放入一个直径稍小的圆柱体木头，不需要灌入超过木头质量的水就可以把木头浮起来。

阿基米德定律的数学公理

阿基米德定律同样适用于数学，而数学上的阿基米德原理指对于任何自然数（不包括0）a、b，如果ab.

补充此原理适用于实数，不适用于超实数。

不管是科学家还是一般人，在解决问题的过程中，我们都可以发现“把难题放在一边，放上一段时间，才能得到满意的答案”这一现象。心理学家将其称为“酝酿效应”。阿基米德发现浮力定律就是酝酿效应的经典故事。在实际生活中，我们也不妨将这种心态随之带入，相信给我们带来的除了更多的财富外，还有更多之外的收获。