大家好,在开始这篇文章之前,我先问大家一个问题,家里面的螺丝钉,大海里的海螺,常见的旋转楼梯,它们都有什么共同点呢?答案就是它们的外表看起来都有一个共同点,那就是都具有螺旋体。
螺旋体有什么特征呢?
我们通过观察不难发现,它们都具有像螺蛳壳纹理的曲线型,它们都是简单机械斜坡的变形,它们看起来都好像都缠绕在圆柱或者圆锥上的斜坡。
那么是谁最早发现的螺旋呢?
我们不得不介绍一位伟大的科学家-阿基米德,大家听过有关于他最多的故事应该就是给国王测皇冠密度的实验,但是关于他,其实还有很多的介绍呢!
大家还知道哪些有关于他的故事呢?
恐龙哥哥给大家介绍一个吧:
这是一个和杠杆有关的故事。有一天海维隆王又遇到了一个棘手的问题:国王替埃及托勒密王造了一艘船,因为太大太重,船无法放进海里,国王就对阿基米德说:“你连地球都举得起来,把一艘船放进海里应该没问题吧?阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑车和杠杆。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根绳子,他让国王牵动一根绳,大船居然慢慢地滑到海中。国王异常高兴,当众宣布:“从现在起,我要求大家,无论阿基米德说什么,都要相信他!阿基米德利用杠杆原理制造了一种叫做石弩的抛石机,能把大石块投向罗马军队的战舰,或者使用发射机把矛和石块射向罗马士兵,凡是靠近城墙的敌人,都难逃他的飞石或标枪。这就是有关于杠杆的故事。
除了杠杆的故事外,最经典的就是密度测定的故事了。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。但是在做好后,国王疑心工匠做的金冠并非纯金,工匠私吞了黄金,但又不能破坏王冠,而这顶金冠确又与当初交给金匠的纯金一样重。这个问题难倒了国王和诸位大臣。经一大臣建议,国王请来阿基米德来检验皇冠。
最初阿基米德对这个问题无计可施。有一天,他在家洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,突然想到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的体积。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得穿上就跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”(ερηκα,意思是“找到了”。)
他经过了进一步的实验以后,便来到了王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,密度不相同,所以证明了王冠里掺进了其他金属。
这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律(阿基米德原理):物体在液体中所获得的浮力,等于它所排出液体的重量。(即广为人知的排水法)
阿基米德对于机械的研究也有很深的见解。阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山大城求学时期,有一天阿基米德在久旱的尼罗河边散步,看到农民提水浇地相当费力,经过思考之后他发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转而把水吸上来的工具,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现代,还有人使用这种器械。这个工具成了后来螺旋推进器的先祖。
阿基米德非常重视试验,一生设计、制造了许多仪器和机械,值得一提的有举重滑轮、灌地机、扬水机以及军事上用的抛石机等。
除了阿基米德螺旋提水器以外,我们现在使用的还有哪些抽水灌溉装置呢?
比如常见的一种古老的提水灌溉工具-水车提水,当河水冲来,借着水势的运动惯性转动着辐条装满了河水的水斗被逐级提升上去。在我国古代水车的使用是非常的频繁。近现代还是用一种活塞式抽水机的工具,在我们父母那一代家里有这个工具的基本就是比较先进的家庭了,它的工作原理是利用活塞的移动来排出空气,在外界大气压的作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口被压出。
活塞式抽水机
水车
那么虹吸现象也是应用在螺旋泵中的基本现象。
我们可以想象一下怎么用一根管子把一个桶内的水移到另外一个桶内内呢?首先需要把俩个容器分别放置在不同高度的位置,连接软管,给一吸力让水升到最高点,我们就会发现水会源源不断地流出。
为何只给一次吸力水能够源源不断的出来?
答案就是因为水的重力与分子间作用力共同作用的结果。而我们神奇的阿基米德螺旋泵不仅能传送液体也能传送固体。原因和虹吸现象一样,空气不断推着物体向上运动,将物体传送到水泵顶部。
通过以上知识,我们不仅从新认识了这位伟大的科学家,更了解到螺旋泵的科学原理,也希望大家能够学习有用的科学知识,我们下期再见!
看到此处说明本文对你还是有帮助的,关于“虹吸现象的应用:阿基米德螺旋泵”留言是大家的经验之谈相信也会对你有益,推荐继续阅读下面的相关内容,与本文相关度极高!