阿基米德發(fā)明了什么
阿基米德是兼數(shù)學(xué)家與力學(xué)家的偉大學(xué)者,并且享有“力學(xué)之父”的美稱。你知道阿基米德的發(fā)明嗎?一起來看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料,歡迎閱讀!
阿基米德成就
阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產(chǎn)生的最偉大的數(shù)學(xué)家及科學(xué)家之一,他在諸多科學(xué)領(lǐng)域所做出的突出貢獻,為他贏得同時代人的高度尊敬,并用他的智慧顛覆人類歷史。
力學(xué)方面:
阿基米德在力學(xué)方面的成績最為突出。
1、在總結(jié)了關(guān)于埃及人用杠桿來抬起重物的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,阿基米德系統(tǒng)地研究了物體的重心和杠桿原理。提出了精確地確定物體重心的方法,指出在物體的中心處支起來,就能使物體保持平衡;同時,他在研究機械的過程中,發(fā)現(xiàn)并系統(tǒng)證明了阿基米德原理(即杠桿定律),為靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。此外,阿基米德利用這一原理設(shè)計制造了許多機械。
2、他在研究浮體的過程中發(fā)現(xiàn)了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律其公式為:F浮=G排液=ρ液gV排液。
幾何學(xué)方面:
阿基米德的數(shù)學(xué)成就在于他既繼承和發(fā)揚了古希臘研究抽象數(shù)學(xué)的科學(xué)方法,又使數(shù)學(xué)的研究和實際應(yīng)用聯(lián)系起來。 1、阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各種復(fù)雜幾何體的表面積和體積的計算方法。在推演這些公式的過程中,他創(chuàng)立了“窮竭法”,類似于現(xiàn)代微積分中所說的逐步近似求極限的方法。
2、他是科學(xué)的研究圓周率的第一人。他提出用圓內(nèi)接多邊形與外切多邊形邊數(shù)增多、面積逐漸接近的方法求圓周率。他求出了圓周率大小范圍為:223/71<π<22/7。
3、面對古希臘繁冗的數(shù)字表示方式,阿基米德還首創(chuàng)了記大數(shù)的方法,突破了當(dāng)時用希臘字母計數(shù)不能超過一萬的局限,并用它解決了許多數(shù)學(xué)難題。
4、提出了著名的阿基米德公理,用現(xiàn)代數(shù)學(xué)語言表述,阿基米德原理指對于任何自然數(shù)(不包括0)a、b,如果ab.
天文學(xué)方面:
1、他發(fā)明了用水利推動的星球儀,并用它模擬太陽、行星和月亮的運行及表演日食和月食現(xiàn)象;
2、他認(rèn)為地球是圓球狀的,并圍繞著太陽旋轉(zhuǎn),這一觀點比哥白尼的“日心地動說”要早一千八百年。限于當(dāng)時的條件,他并沒有就這個問題做深入系統(tǒng)的研究。
重視實踐:
阿基米德和雅典時期的科學(xué)家有著明顯的不同,就是他既重視科學(xué)的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性,要求對每一個問題都進行精確的、合乎邏輯的證明;又非常重視科學(xué)知識的實際應(yīng)用。他非常重視試驗,親自動手制作各種儀器和機械。他一生設(shè)計、制造了許多機構(gòu)和機器,除了杠桿系統(tǒng)外,值得一提的還有舉重滑輪、揚水機、利用太陽光將敵人的船焚燒以及軍事上用的拋石機等。被稱作“阿基米德螺旋”的揚水機至今仍在埃及等地使用。
延伸:阿基米德
阿基米德浮力原理
浮力原理簡述:物體在液體中所獲得的浮力,等于它所排出液體的重量,即:F=G(式中F為物體所受浮力,G為物體排開液體所受重力)。該式變形可得
F=ρg V
(式中ρ為被排開液體密度,g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,V為排開液體體積)
阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力:相傳敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好后,國王疑心工匠做的金冠并非純金,工匠私吞了黃金,但又不能破壞王冠,而這頂金冠確又與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重。這個問題難倒了國王和諸位大臣。經(jīng)一大臣建議,國王請來阿基米德來檢驗皇冠。
最初阿基米德對這個問題無計可施。有一天,他在家洗澡,當(dāng)他坐進澡盆里時,看到水往外溢,突然想到可以用測定固體在水中排水量的辦法,來確定金冠的體積。他興奮地跳出澡盆,連衣服都顧不得穿上就跑了出去,大聲喊著“尤里卡!尤里卡!”(ερηκα,意思是“找到了”。)
他經(jīng)過了進一步的實驗以后,便來到了王宮,他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆里,比較兩盆溢出來的水,發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的體積比相同重量的純金的體積大,密度不相同,所以證明了王冠里摻進了其他金屬。
這次試驗的意義遠遠大過查出金匠欺騙國王,阿基米德從中發(fā)現(xiàn)了浮力定律(阿基米德原理):物體在液體中所獲得的浮力,等于它所排出液體的重量。(即廣為人知的排水法)
阿基米德杠桿原理
杠桿原理:滿足下列三個點的系統(tǒng),基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”:要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用公式可表達為:
F1x l1= F2 xl2
(F1表示動力,l1表示動力臂,F(xiàn)2表示阻力,l2表示阻力臂)
海維隆王又遇到了一個棘手的問題:國王替埃及托勒密王造了一艘船,因為太大太重,船無法放進海里,國王就對阿基米德說:“你連地球都舉得起來,把一艘船放進海里應(yīng)該沒問題吧?阿基米德叫工匠在船的前后左右安裝了一套設(shè)計精巧的滑車和杠桿。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根繩子,他讓國王牽動一根繩,大船居然慢慢地滑到海中。國王異常高興,當(dāng)眾宣布:“從現(xiàn)在起,我要求大家,無論阿基米德說什么,都要相信他!”
阿基米德機械應(yīng)用
阿基米德對于機械的研究源自于他在亞歷山大城求學(xué)時期,有一天阿基米德在久旱的尼羅河邊散步,看到農(nóng)民提水澆地相當(dāng)費力,經(jīng)過思考之后他發(fā)明了一種利用螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水吸上來的工具,后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”。埃及一直到二千年后的現(xiàn)代,還有人使用這種器械。這個工具成了后來螺旋推進器的先祖。
阿基米德非常重視試驗,一生設(shè)計、制造了許多儀器和機械,值得一提的有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的拋石機等。
當(dāng)時的歐洲,在工程和日常生活中,經(jīng)常使用一些簡單機械,譬如:螺絲、滑車、杠桿、齒輪等,阿基米德花了許多時間去研究,發(fā)現(xiàn)了“杠桿原理”和“力矩”的觀念,對于經(jīng)常使用工具制作機械的阿基米德而言,將理論運用到實際的生活上是輕而易舉的。阿基米德極可能是當(dāng)時全世界對于機械的原理與運用了解最透徹的人。
阿基米德和雅典時期的科學(xué)家有著明顯的不同,就是他既重視科學(xué)的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性,要求對每一個問題都進行精確的、合乎邏輯的證明;又非常重視科學(xué)知識的實際應(yīng)用。