阿基米德原理(浮力原理)的發(fā)現(xiàn)
公元前245年,赫農(nóng)王命令阿基米德鑒定金匠是否欺騙了他。赫農(nóng)王給金匠一塊金子讓他做一頂純金的皇冠。做好的皇冠盡管與先前的金子一樣重,但國王還是懷疑金匠摻假了。他命令阿基米德鑒定皇冠是不是純金的,但是不允許破壞皇冠。
這看起來是件不可能的事情。在公共浴室內(nèi),阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大腦中閃現(xiàn)出模糊不清的想法。他把胳膊完全放進水中,全身放松,這時胳膊又浮到水面。
他從浴盆中站起來,浴盆四周的水位下降;再坐下去時,浴盆中的水位又上升了。
他躺在浴盆中,水位則變得更高了,而他也感覺到自己變輕了。他站起來后,水位下降,他則感覺到自己重了。一定是水對身體產(chǎn)生向上的浮力才使得他感到自己輕了。
他把差不多同樣大小的石塊和木塊同時放入浴盆,浸入到水中。石塊下沉到水里,但是他感覺到石塊變輕。他必須要向下按著木塊才能把它浸到水里。這表明浮力與物體的排水量(物體體積)有關(guān),而不是與物體的重量有關(guān)。物體在水中感覺有多重一定與它的密度(物體單位體積的質(zhì)量)有關(guān)。
阿基米德在此找到了解決國王問題的方法,問題的關(guān)鍵在于密度。如果皇冠里面含有其他金屬,它的密度會不相同,在重量相等的情況下,這個皇冠的體積是不同的。
把皇冠和同樣重量的金子放進水里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)皇冠排出的水量比金子的大,這表明皇冠是摻假的。