问题 问答题

希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后,发出了“给我支点,我可以撬动地球”的豪言壮语.假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力,要搬动质量为6.0×1024kg的地球,那么长臂的长应是短臂长的多少倍?如果要把地球撬起1cm,长臂的一端要按下多长距离?假如我们以光速向下按,要按多少年?(做完该题,你有何启示?)

答案

地球的重力是阻力

G=mg=6.0×1024kg×10N/kg=6.0×1025N

根据杠杆平衡条件可得

F×L1=G×L2

600N×L1=6.0×1025N×L2

则:

L1
L2
=
6.0×1025N
600N
=
1023
1

动力臂是阻力臂的1×1023

又因为:

L1
L2
=
S1
S2
S2=1cm=0.01m

所以:S1=

L1
L2
×S2= 1×1023 ×0.01m=1×1021m

因为:1光年=3×108m/s×(365×12×30×24×3600s)=3.4×1018m

要按多少年:n=

S1  
108m/s
=
1021m
108m
=
1
3
×1013s=1.06×105年=10.6万年

答:长臂的一端要按下 3.4×1018m,假如我们以光速向下按,要按10.6万年,由此可知阿基米德的想法不能实现.

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