阿基米德真能翹動地球嗎?

雲南戴普軍


“給我一個支點,我可以撬起地球”,這是古希臘著名科學家阿基米德的名言。阿基米德最早發現了槓桿原理,人們可以用較小的力作用來槓桿長臂上,從而翹起槓桿短臂上比較重的物體。

阿基米德寫道:只要有一定大小的力,我就可以移動任何重量的物體。如果在地球之外有個支點的話,我就可以從這個支點把地球移動。阿基米德這裡當然只是用了一種誇張的比喻,來向世人展示槓桿原理的重要性。


其他答者已經針對地球的質量,做了對槓桿長度的計算,這裡不再重複。阿基米德本人作為著名的物理和數學家,當然知道人類根本無法制造這麼長的一根槓桿,他自己也根本無法跑到太空中去尋找這樣的一個支點,如果真有那根天文數字長度的槓桿,阿基米德想要撬起地球哪怕1個釐米,也要花上以萬年為單位的時間。


現在這句“給我一個支點,我可以撬起地球”的名言已經是人人皆知,網絡上也經常可以看到類似句式。

評論裡寫出具有你自己風格的名言吧::給我一個XXX,我可以XXX!!


量子實驗室


阿基米德當然不能撬動地球了!

我們知道地球的質量高達,5.965*10^24千克。而舉重世界冠軍最多也只能舉起200千克的物體。那麼由槓桿平衡公式!

M1*L1=M2*L2,則有:

即L1/L2=M2/M1,所以長短力臂的長度比值為:

L1/L2=5.965*10^24千克/200千克=2.9825*10^22倍

就是說阿基米德要想撬動地球,如上圖所示,他需要找一根既可以撬動地球,而長度又必須長度極長的杆。而根據物理原理,該槓桿要想撬動地球,其短力臂至少要等於地球半徑,即6378千米。

因此,阿基米德使用的長力臂長度就是:

6378千米*2.9825*10^22=1.9022*10^26千米

而我們知道日地距離僅為:15210萬千米,所以阿基米德所拿的長力臂的長度必須達到:

1.9022*10^26千米/15210萬千米=1.2506*10^18個日地距離。

大家明白了吧,首先我們無法給阿基米德提供這樣一個長的杆;其次我們也無法給他找這樣一個支點;最後也沒有辦法制造這樣的一個強度的杆,因此完全無法撬動地球!


地震博士


我們小時候就知道阿基米德的名言:給我一個支點,我可以撬起地球。說的是利用一根槓桿可以省力。

阿基米德真的能夠翹起地球嗎?要做出判斷,首先要知道地球的質量,而要測量地球質量,首先要測出地球半徑。


地球半徑的測量

人們在很早的時候就知道了地球是球體。最早的學霸畢達哥拉斯第一個提出了地球的概念,而亞里士多德總結了證明地球是球體的三種方法:

1. 越往北走,北極星越高;越往南走,北極星越低

2. 遠航的船隻,先露出桅杆頂,慢慢露出船身

3. 在月食的時候,地球投到月球上的形狀為圓形。


既然地球是球體,如何測量地球的半徑呢?古希臘的埃拉託斯特尼第一個測量了地球的半徑。

他的測量方法是這樣的:在夏至日的時候,太陽光直射北迴歸線。而埃及的城市阿斯旺剛好在北迴歸線附近,所以夏至日的正午,太陽光會垂直於阿斯旺的水平面,射入阿斯旺的一口深井中。

於此同時,阿斯旺北方的城市亞歷山大,太陽光並不直射地面。他通過測量此時亞歷山大城中一個石塔的高和影子長度的關係,得到了此時太陽光與垂直地面方向的夾角,大約為7度。


由於太陽到地球的距離遠遠大於地球的半徑,因此太陽光到達地球時接近於平行光。從上圖中的幾何關係可以看出:亞歷山大和阿斯旺與地心連線的夾角就是7度,所以兩座城市之間的距離大約是地球圓周長的7/360。通過測量兩座城市之間的距離,就得到了地球半徑的周長和半徑。如今我們知道,地球赤道的周長大約4萬千米,而半徑大約6400千米。


雖然早在兩千多年前,地球半徑就被測量出來了,但是測量出地球質量卻是十八世紀的事了。


地球質量的測量

牛頓為了解釋蘋果為什麼能落地,提出了萬有引力定律:自然界的任意兩個物體之間都相互吸引,引力大小與二者質量的乘積成正比, 與距離的平方成反比。

其中F是引力,G是萬有引力常數,m1和m2分別是兩個物體的質量,r是二者的距離。


如果兩個物體的尺寸遠遠小於它們之間的距離,就可以把物體當作點來處理。但是如果物體距離比較近,那麼二者的距離究竟從什麼地方開始計算,就比較複雜了。但是,如果是質量分佈均勻的球體,二者之間的萬有引力還是比較好算的,那就是把它們球心的距離代入表達式中的r即可。

比如,地球上有一個蘋果。蘋果相比於地球半徑很小,所以可以把蘋果看作一個點。此時蘋果與地心之間的距離就是 地球半徑R,設地球質量為M,蘋果質量為m,二者之間的萬有引力就是:

這個力就是地球對物體的吸引力,它接近於物體的重力,在這裡我們姑且認為它就等於物體的重力。人們把重力與物體質量的比稱為重力加速度

這樣,我們就可以得到地球質量

這個公式就稱為黃金公式。


古希臘時代人們就測量出了地球半徑R=6400公里,牛頓之後人們又測量出了重力加速度g=9.8N/kg,所以,只需要測量出萬有引力常數,就可以知道地球的質量了。


萬有引力常數

牛頓在1687年鉅著《自然哲學的數學原理》中完整的提出了萬有引力定律,但是限於實驗條件,牛頓自己並沒有測量出這個量。直到一百多年之後,1797年,英國科學家卡文迪許才通過精巧的扭秤實驗測量出了G的數值。

卡文迪許扭秤實驗使用了微小形變放大的方法,原理圖如下:

用一根線懸掛一根木棒,木棒兩側各放置一個小鉛球,再用兩個大鉛球去吸引小鉛球。此時木棒就會發生轉動,通過測量轉動的角度,卡文迪許就可以計算兩球之間的吸引力,再通過萬有引力公式,就計算出了萬有引力常數的值。目前我們的測量結果是也就是說,兩個質量為1kg的球相距1m時,引力只有千億分之幾牛,這麼小的引力,怪不得牛頓沒有測出來。

通過以上的步驟,人們終於可以計算地球質量了,大約是


卡文迪許測量了萬有引力常數,所以就可以計算地球質量,人們稱卡文迪許為“測出地球質量的人。”為了紀念卡文迪許,英國劍橋大學物理系實驗室被命名為“卡文迪許實驗室”,這也是目前世界上最頂尖的實驗室之一。


阿基米德能翹地球嗎?

我們終於可以討論翹地球的問題了!我們知道,阿基米德的時代,人們還不能理解引力的概念。我們姑且認為阿基米德是要在地球上翹起一個與地球相同質量的物體,那麼他是否做得到呢?

根據阿基米德發現的槓桿原理:一個槓桿要平衡,兩段施加的力與力臂的乘積應該相等,即:F1D1=F2D2

這樣一來,如果想用小力去撬動大物體,就需要小力的力臂遠遠大於大物體的力臂。

假設阿基米德有100kg,而地球質量為6乘10的24次方千克,阿基米德要撬動地球,力臂就需要比地球那一段長6乘10的24次方倍。

如果阿基米德要把地球撬起1釐米,那麼根據槓桿臂長的比例關係,阿基米德一端所需要下降的距離就是6乘10的22次方米,大約相當於6萬光年。也就是說,阿基米德想憑藉自身重力撬起地球的話,即使一切實驗設備都準備好了,而且他能夠以光速運動,他也需要6萬年的時間才能將地球撬起一釐米。顯然,這是不可能的。


阿基米德的豪言壯語點破了槓桿原理,但是卻忽視了地球與人質量的巨大差別。


李永樂老師


可以,不過槓桿支點在30000光年外,槓桿另一端在100000光年外,這是以一個體重60kg的人來說。當然,槓桿的質量一定要好。



如果滿足上述條件,阿基米德只需要輕輕一拉槓桿,地球就會被撬動。但是從阿基米德動手的一刻,到我們感受到,最快也得100000光年。


達爾文進化屋


給我一個支點,我可以翹飛地球。這是誰說的,沒錯,就是剛剛我說的。

給我一個無窮長的槓桿,足夠結實,太陽溶不化,黑洞壓不折,長度達到了4萬億億億千米。

我們知道,槓桿就是使用較小的力氣來翹動質量更大的物體,支點很靠近地球這一側,這就是省力槓桿,這樣在翹動時,地球哪怕只移動了很小的一部分,另一端可能都要下墜幾光年。

如果我去翹,我估計要坐在槓桿的另一頭,吃喝都在上面,靜靜地等待天荒地老。

槓桿原理最早被我國古代墨子提出,這個要比古希臘的“力學之父”阿基米德提出的時間還要早。《墨子 · 經下》裡寫道:

“衡而必正,說在得”、“衡,加重於其一旁,必捶,權重不相若也,相衡,則本短標長,兩加焉,重相若,則標必下,標得權也。”

當然了,翹動地球只是形象的說明了槓桿原理的實用之處,只能做做思想實驗,現實中,是肯定無法達到的。


一枚遊戲科幻迷


阿基米德真的“撬動”了地球,享有“力學之父”的美稱,甚至是和牛頓、高斯並列的大數學家,發現了浮力定律、槓桿原理,還採用不斷分割法書球體的體積。

阿基米德是通過研究發現撬動了人了原有的觀念,促進人了思想的發展。當然,如果說真的要去撬動地球,那是做不到的,一個人就算能發揮出2噸的力量,地球卻有5.96×10的21次方噸,差別太懸殊,找不到合適的支點,也不可能製造出那麼長的槓桿。這樣的說法只是在強調槓桿原理的巧妙和實用。



即便是現在,人類也不可能撬動地球,甚至想要改變一顆小行星的運行軌道都是非常困難的。因為體積小質量小引力也小,小行星登陸要比火星、月球登陸難度更大,並且一些小行星的軌道不是特別穩定。人類目前在監測著太空中可能威脅人類生存的小行星,其中有500顆直徑在1公里以上,並且軌道有距離地球很近的時候。監測它們,必要的時候需要人為地改變它們的軌道。

阿基米德在公元前兩百多年就提出了浮力定律和槓桿原理等自然科學發現,對之後人類的思想、科學發展也有一些貢獻,說他撬動了地球(地球上的人類)也不過分。


來看世界呀


阿基米德真能翹動地球嗎?

僅僅是出於對槓桿原理的無限理解而已,理論上有一個一定長度的剛體槓桿,再設置一個在太空中不會位移的支點,再有就是阿基米德可以在太空中推動這根槓桿!

這個支點須在6370KM地球的半徑處,那麼需要:

6370KM×地球質量=X×阿基米德的體重,假設其為100KG

X計算出來大概是3.822萬億億億千米,目測這個距離應該能捅破宇宙了......

並且宇宙中沒有阿基米德使力的各種條件,目測他只能排氣推動了哈......

當然不會有人去較真此事,這只是說明了槓桿原理的實用之處而已,不過各位千萬別覺得是阿基米德發現了槓桿原理,早在《墨子》裡的《經下》和《經說下》裡就有記載:

【經】衡而必正,說在得.【說】[ ]衡,加重於其一旁,必捶.權重不相若也相衡,則本短標長.兩加焉,重相若,則標必下,標得權也.

墨子是中國歷史上著名的教育家、思想家、軍事家、科學家,是墨家學派創始人,並且被後人尊稱為“科聖”!

非常可惜的是墨翟老先生說話太文縐縐,所以他說過的大家都不知道,人家阿基米德老兄說的話多直白啊,連吹牛都吹那麼臉不改色心不跳啊......

所以這種撬起地球的說法也就是打個比方,沒法較真的,只能誇張的說明槓杆是萬能滴,但是沒有支點是萬萬不能滴.....各位覺得錢是支點不???


星辰大海路上的種花家


阿基米德的名言:給我一個支點,我可以翹起整個地球!說的是利用槓桿原理~動力×動力臂=阻力×阻力臂,寫成公式就是F1×L1=F2×L2。按照公式來推算,找到足夠長的槓桿,足夠長的動力臂,一個人的力是可以把地球撬動的!地球質量大概是5.965×10^24kg(粗略計算取6.0×10^24kg),人的質量按60kg來算的話,動力臂是阻力臂的10^23倍的長度。地球半徑大概是6400km,非常極限地來算,動力臂要6.4×10^26km,注意這還只是動力臂。可想而知,人要撬動地球,必須要找到非常長的槓桿。那麼,按實際情況來看,撬動地球是不太可能的!


歐陽老師的物理世界


能。

但理論上能和實際做不做得到是兩回事。

理論上,理由槓桿原理,可以撬動一切東西,但實際上,還受制於其他的因素,比如支點強度,槓桿強度,槓桿長度等等。這就使得很多理論上可行的槓桿原理,在實際操作中並不能實現。

就阿基米德用槓桿撬地球的這件事來說,理論上是可以的,但實際上不可操作。因為沒有那麼高強度的支點,也最不出如此長的槓桿。

我們做一個大膽的假設:即所以條件都具備了,也不考慮其他一切因素,就是用槓桿撬動一個相當於地球質量的物質,那阿基米德能做得到麼?能!

由於我已經把那些物理公式都還給老師了,因此沒有做過詳細的計算,但地球的質量是一個人的質量(按100kg來算,已經很重了)的6x10^22(10的22次方)倍。也就是需要6x10^22倍的支點到地球重心的距離。假設地球重心到支點的距離是1公里,那麼另一段槓桿的長度就是6x10^22公里。而一光年大概是1x10^13公里(大概值,實際是9.46x10^12),算下來,長度是6x10^9光年。即6億光年。這個距離,確實長了點,都已經超過室女座超星系團的直徑了。但終歸也是有盡頭的。

一頭是地球,一公里外有一個支點,六億光年之外,有一個人,用一根槓桿在撬地球。。。。想想都激動啊。

只是,終阿基米德一生一直在撬,也撬不動地球哪怕1微米。


陌上雲白


我他媽得給你10個支點你也翹不起來。


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