阿基米德浮力定理-阿基米德浮力定律

阿基米德是古代最伟大的物理学家之一，他在那个金碧辉煌的托里拆利塔楼里，看着一盏盏灯亮起来，并不急着去写论文。他的脑子里，只有一个念头：这水有多重？这海有多深？他那天晚上可能没睡好觉，但他脑子里的星星比目前任何科学家的亮得多。他不需求啥严谨的推导公式，他只想要知道：为啥船会浮起来？
为啥石头会沉下去？
为啥一艘万吨巨轮，装着小米缸也能漂在深海里？ 想象一下，要是阿基米德是个一般/平平人，他可能会问：这木头是不是比水轻？但他是个伟大的人，他的直觉直接指向了那个更奇妙的难题：要是你把一大块铁扔进海里，它沉下去了，但它周围的水，是不是也跟着被“挤”上去了一块？他意识到，水不是那种死水，它是一种有生命的、会为你腾出空间的液体。 这一瞬间的顿悟，转变了一切。
那会儿人们当作船是浮着在水面上的，目前他想：不对，是船排开了一大家子水。
这就像你往游泳池里扔一块石头，水面上升了，但石头没动，是池子变小了，水被“挤”成了更高的样子。阿基米德就是如此想的。他那个时代的人，连“浮力”这个词都没有，他们只会说“水压”。他说，不管你是大船还是小船，只要它被水包围，四周的水就会推着它，只要这推力够大，它就能浮起来。 这就解释了为啥船能浮。铁比水重，铁肯定会沉，对吧？但你想想，铁块和铁做的船，密度实际上差不多。区别在于船的形状。船不是实心块，它是空心的。它把水挤开了，制造出了庞大的“排开体积”。
这个体积乘以水的密度，形成的浮力，刚好能抵消船的重量。
这就好比一个庞大的弹簧，你把它拉长，它就变硬了，就连能把你的体重抵消一半。阿基米德发现，只要你能把物体“吊”起来，哪怕是用石头吊，它也会浮。
故此，大多数船，都是石头先沉下去，然后把周围的“水”挤起来，最终船自己浮起来了。 为了搞清楚这个原理，阿基米德做了一个著名的实验。他站在托里拆利塔楼的平台上，手里拿着一大袋米，跑遍了整个塔楼，把米倒进一个桶里。做完之后，他发现，这个桶里的米，比原来满的桶要重得多。多出来的这局部重量，就是那些“被排开的水”。他并没有计算具体的数值，但他用手指头按了按那个桶的边缘，感觉一下水的重量。
那一刻，他明白了一个真理：物体的重量 = 它排开的水的重量。 这听起来挺反直觉。
一般我们认定，重的东西会沉得低，轻的东西会浮得高。但在阿基米德眼里，这彻底取决于你的“排开量”。
要是你把同样重的铁块和木块扔进桶里，铁块沉底，桶底离你的脚远；木块浮着，桶底离你的脚近。但要是你把铁块切成两半，一半沉底，一半浮在桶里，那桶里的水就多了。
这就像你在游乐园坐过山车，第一次坐的时候，你流了大量汗，感觉热乎乎的；第二次，你换了一副胶水，把身子和木头绑在一起，这时候水的阻力就变了。阿基米德在塔楼上看着这一切，发现水并不抗拒你，水只是静静地躺在那里，等你把它“挤”上去再“放”下去。 为了验证这个想法，阿基米德在塔楼里玩了一个游戏。他把一个铁球扔进桶里，水流出来，用一个小漏斗收住，然后他在漏斗里接水。
接着他又捡了一些石头，一个一个地扔进桶里，收住水。最终他把桶里的水倒出来，称重量。他发现，铁球排开的水的重量，加上所有石头排开的水的总重量，正好等于他桶里所有东西的总重量。他并不在乎具体的数字，他只在乎“等量”这个概念。他认定，只要排开的水的重量等于船的重量，船就能浮。 这听起来忒好办了，对不对？但在当时，没有人懂。人们认定，铁那么重，如何可能被水托住？直到阿基米德做了无数次的实验，直到他理解了“密度”这个概念的本质，直到他发现物体在液体中的沉浮，不只是取决于它自身的密度，还取决于它被啥“托”着。他终于明白，水不是固定的背景，它是一个参与游戏的参与者。 阿基米德还曾问过哥们儿：“要是我站在塔楼上，把整个塔楼排开的水倒出来，塔楼还浮着吗？”哥们儿摇了摇头。阿基米德笑了，他不知道这个哥们儿的回答对不对，但他知道，这个难题忒有意思了。他明白，只要你的体积够大，你排开的水就够多，你就能浮起来。
哪怕你是空的，只要你的形状能留住充足多的水，你就能浮。 他的实验后来传得挺开。
有人造出了一种船，用了木头、铁、石头，就连连驴都凑上来，结局发现，这个比老虎还大的船，依然能稳稳当当地漂浮在水中。
原来，船确实能浮，不是出于木头轻，而是出于它的形状能把你挤出来的水，变得充足重。 阿基米德没有留下那些枯燥的定理和公式。他留给后世的是一个关于“观察”的故事，关于一个 guy 站在塔楼上，看着水升起来，突然认定水变轻了，然后轻飘飘地，第一次理解了地球的运动，第一次理解了万有引力，第一次理解了重力。他说，要是他能再晚一点，或许水就不会升起来。 这听起来有点荒诞，但在那个人类文明最原始的阶段，能让人突然“开窍”的事件，的确极少。阿基米德的故事告诉我们，有时候，伟大的发现，并不是一系列精密的推导，而是一次次大胆的推测，是一次次有趣的黄了，然后，在某个平凡的日子，借着光，突然看到了天空的背面。他不懂数学，但他懂水；他不写论文，但他懂世界。