假如给我一个杠杆,一个支点,我就能翘动地球
分类: 理工学科
问题描述:
这句话是谁说的,原话是什么
解析:
阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。阿基米德曾讲:“给我一个立足点和一根足够长的杠杆,我就可以撬动地球”。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”,然后从这些公理出发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。这些公理是:(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下倾;(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替(5)相似图形的重心以相似的方式分布……
正是从这些公理出发,在“重心”理论的基础上,阿基米德发现了杠杆原理,即“二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面,而且据此原理还进行了一系列的发明创造。据说,他曾经借助杠杆和滑轮组,使停放在沙滩上的桅般顺利下水,在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中,阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器,利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人,曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。
杠杆原理广泛应用在许多领域中。阿基米德曾讲:“给我一个立足点和一根足够长的杠杆,我就可以撬动地球”。在常规的管理活动中,能够显现和发挥作用的杠杆原理,其着眼点被浓缩和概括为,责权利关系在平衡与失衡状态下的种种表现。
如果有一个支点,一个人想要撬动地球需要多长的杠杆?
在早期人类的生产活动中,人们就已经发现了杠杆原理——动力与动力臂之积等于阻力与阻力臂之积。人类把这种物理现象用于生产活动,5000年前古埃及人被认为用杠杆原理来修建宏伟的金字塔。
对于杠杆原理,古希腊物理学家阿基米德曾有一句名言:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”。那么,如果真用杠杆原理来撬动地球,所需的杠杆要多长?
首先,需要给这根杠杆找一个支点。在地球周围,有一个非常适合充当支点的天体,那就是绕地球公转的月球。月球并不是在一个圆形轨道上绕地球运动,这里假设月球离地球最近时,月球作为支点,此时的地月距离为36.26万公里。
再假设有个体重为60公斤的人在杠杆的另外一端,以他自身的重量来提供动力。地球的质量是已知,约为5.97×10^24千克。那么,根据杠杆原理的公式:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
由此可以计算出动力臂的长度为3.61×10^28公里,这个长度远大于阻力臂,所以动力臂的长度近乎等于杠杆的总长度。那么,这个长度是什么概念呢?
如果把它换算成光年,则相当于3.81×10^15光年,或者3810万亿光年。也就是说,以将近每秒30万公里的光速走完这段距离,将需要3810万亿年的时间。
这根杠杆的长度超乎想象。要知道,以地球为观测中心的可观测宇宙半径只有465亿光年,所以这根杠杆远远超出可观测宇宙的范围,将会进入不可观测宇宙中。
目前,天文学家并不清楚整个宇宙究竟有多大。一个估计是,整个宇宙的半径为12万亿光年。如果按照这个数据来看,这根杠杆甚至伸出了整个宇宙。
宇宙也有可能是无限的,没有边界,宇宙的范围无穷大。在这种情况下,撬动地球的杠杆在宇宙中放得下。如果宇宙是有限而无界的,也就是宇宙的几何形状是闭合的。那么,这根杠杆也能放得下。只是在弯曲的空间中,杠杆会跟着一同弯曲。如果整个宇宙并不大,杠杆有可能会绕一圈回来,头尾会碰到一起。
即便宇宙中放得下这根杠杆,想要用它来撬动地球,将需要等待极为漫长的时间。当人在杠杆的一端开始撬动时,力不会瞬间传播到杠杆的另一端,也不会以光速传播,杠杆的另一端不会快速做出响应。
事实上,力的传播速度等同于声音在杠杆中的传播速度,因为这是一种机械波的传播。如果这根杠杆是钢制的,那么,力在其中的传播速度约为5000米/秒。因此,当人撬动杠杆时,另一端的地球要等2.28万亿亿年之后才会被撬动。
理论上,用杠杆可以撬动地球,但现实中根本不可能做到。首先,所需的杠杆长度极长,将要达到3810万亿光年。无论杠杆是用什么材料制成的,其质量都会无比巨大,很有可能会直接坍缩成黑洞。其次,即便存在这样的钢制杠杆,用它撬动地球也要耗费2.28万亿亿年的时间,那时的地球和月球可能早已不存在。另外,人在太空中也无法直接推动杠杆,需要一台火箭发动机来提供动力。
以一个普通人的力量来算,撬动地球的杠杆长度约为3.27×10^28公里 。
这是阿基米德的杠杆原理:作用在杠杆上的动力和动力臂的乘积等于杠杆受到的阻力和阻力臂的乘积。
撬动地球的话,首先要知道支点在哪里,因为支点不一样的话,这根杠杆的长度就不一样。
一个人要想撬动地球的话,杠杆必须有地球的直径才可以,如果没有的话是撬动不起来的。
一根杠杆就可以撬起整个地球,杠杆需要多长呢?
一根杠杆要撬动整个地球,你知道这个杠杆需要多长吗?在我们的理解中,只有通过实验才能知道最后的答案,但是那些无法进行实践的事该怎么证明它是真的还是假的呢?“给我一个支点,我能撬动整个地球”,这句话可能很多人刚学物理时就学到了,它是由阿基米德提出的,阐述的是基本是杠杆原理,只要杠杆足够长,有一个理想的支点,就可以撬动地球。
事实上,杠杆原理也普遍应用于我们的生活里,这点应该我们都有体会,确实,使用杠杆后,我们可以更加轻松的抬起很重的东西。但是如果要抬起地球,在理想状态下我们所需的杠杆又要多长呢?要知道地球的质量约为5.965×10kg,这是万有引力定律测定的。
面对这样一个大家伙,杠杆原理还会有用吗?
为了证明这个猜测,我们先以一个70Kg重的人,被撬动的那一段杠杆定为1m。因此,这个人想要撬动一立方米的冰,那么就需要13+1米长度的杠杆。那么需要撬动一头重4000Kg的大象,就需要杠杆长度为57米。这个结果其实还是可以接受的,毕竟这个数量我们还可以想象到。
那如果用这样的杠杆去撬动重达约10100吨的埃菲尔铁塔结果又是怎样呢?
这时这个杠杆的长度就需要长达144285m,到这里这个数值就已经很大了,那么接下来就是地球了。在理想下,如果把月球作为支点,地球到月球的距离假设为384403km,结果会是多少呢?这个时候肯定不能以m或者km作为计量的长度单位了,而是要用光年这个单位来计算。那么一个70kg的人要撬动地球,就大约需要3265亿光年的杠杆,但实际上银河系也仅仅只有18万光年。所以理论上,要70kg的物体去撬动地球,并以月球为支点,需要的杠杆长度是光“行走”3465亿年的长度,而这个概念对我们来说,根本没有对比性,完全可以用“无限长”来形容。
给你一个支点和一个足够长的杠杆,你就能撬起整个地球吗?
大物理学家曾说过一句很出名的活:“给我一个支点和一个足够长的杠杆,我就能撬起整个地球!”若真能满足阿基米德这个条件,他就真能撬起整个地球?答案是否定的。我们知道,地球的质量约是一个普通成年人的1千万亿亿倍,根据杠杆的平衡条件可知,使用杠杆时,省了几分之一的力,就要多移动几倍的距离,也就是说用一个人的重力去撬起地球,在杠杆的一端就算把地球撬起1毫米,则在另一端就要移动1万亿亿米,1万亿亿米是什么概念?若按现地球上人跑步的最快的速度均10m/s来计算,要跑完1万亿亿米的路程,所需要的时间是1千亿亿秒,这1千亿亿秒转换成年的活,就是约3千亿年,而一个普通寿命达100年就算很长寿了,而100年相对3千亿年来说简直就可忽略不计,由此可见,就算利用杠杆真能帮阿基米德节省到利用个人的重力也能撬起地球,但由于省了太多的力气,而需要多移动太多的距离,而这距离足以让一个普通人在有生之年就算以最快的速度也根本无法完成!也就是说就算满足了支点与杠杆的条件,人也是无法撬起整个地球的!
假如阿基米德能撬动地球,则需要一根多长
1、楼主问:假如阿基米德能撬动地球,则需要一根多长的轻质杠杆?
答:这要看阿基米德准备把支点定在哪儿了。
2、楼主问:以100m‘每小时的速度撬起地球1cm需要多少年?
答:假设阿基米德的力气是50kg,已知地球质量大约是5.98×10^24kg。
因此,杠杆动力臂与阻力臂的长度之比大约是:(5.98×10^24)÷50=1.196×10^25
所以,若要撬起地球1cm,阿基米德需要压动杠杆走1.196×10^25cm=1.196×10^23m
1.196×10^23÷100=1.196×10^21(小时)
(1.196×10^21)÷10000=1.196×10^17(年)
可以看出,阿基米德一生也不可能撬起地球1cm,因为这要花费1.196×10^17年。而阿基米德的寿命不会超过100岁。
假设阿基米德一生是100年,且一直用来撬地球,那么需要阿基米德工作1.196×10^15辈子!!
如果不计算引力话,需要一根长140多光年的棍子。如果计算引力的话需要88200000000光年的棍子,即使坐光速飞船至少也要140年才能到达棍子的另一,端所以根本不可能撬动地球就算到了的话,撬动地球一亳米,棍子的另一端也要摆动很长的距离,大概需要摆动100多年。
这句话体现了杠杆原理,就是如果阿基米德站在地球外面,有一根足够长并且坚硬的杆,并且有一个支点,他就可以撬动地球。
现在还用于形容只要条件满足,就可以成功。
/
好像需要10千米长的棍子。
文章标题: 假设有一个支点和一根足够结实的杆,一个成年人的质量撬动起地球需要多长的杠杆
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/184720.html