词条 | 斯蒂文链 |
释义 | 斯蒂文用来阐述斜面原理,解决斜面上平衡问题的一种装置。它是用15个重量相同的光滑小球等距地连成一根链条,挂在光滑的直角三棱柱上,此链可沿柱面两边滑动。该装置图画在1586年斯蒂文著的《静力学原理》一书的封面上。根据这种装置,斯蒂文提出了这样的问题:在自由状态下球链将呈现什么状态?因为棱柱左边(较长的一边)的小球比右边(较短的一边)多,有人会认为由于重量不同链子会持续从右向左运动。如果真的如此,我们就可以给这个装置加上一些齿轮和传动部件来无限久地带动各种机器而无需任何消耗了。但是斯蒂文否定了这种可能性,他认为链子应处于平衡状态意味着斜面上由链子连成的小球,其重力形成的拉力随着斜面与水平面之间的夹角的减小而减小。由于左右两个斜面上的小球的数目明显地与这些斜面的长度成正比,由此斯蒂文便得出斜面原理:放在斜面上的一个物体所受的沿斜面方向的重力与倾角的正弦成正比。 《平衡术》(De beghinselen der weeghconst,1586)是斯蒂文在力学方面的代表作,主要处理了求物体重心的问题.该书奠定了斯蒂文做为力学家的基础,他因之被认为是阿基米德到伽利略之间最伟大的力学家,是阿基米德之后复兴、发展其工作的第一位重要人物.该书包括杠杆理论、斜面定律、重心的确定等,其中最著名的发现是斜面定律.斯蒂文用球链给出了斜面定律的证明.在他的球链图的下面,斯蒂文写了一句格言:“貌似神奇,并不奇怪”.他非常得意于自己的发现,将其证明图形用作自己的信件的封印、所使用仪器的标志及其著作的扉页的花饰.他设计的球链图包括两个斜面(如图),其一是另一个长度的2倍.一球链绕ABC角悬挂,忽略任何摩擦,并认为永久运动是不可能的,则球链将处于静止.下半部分GH…MNO是对称的,其重量可以忽略不计.显然AB面上的4个球产生的拉力与右面BC面上的2个球产生的拉力相等.换句话说,有效合力与斜面的长度成反比.如果斜面之一是竖直的,则沿斜面的合力与总重力之比就很明显了.由此得到作用于一点的力的合成与分解法则,从而使对具有一固定点的刚体的平衡的研究成为可能. PS:图片地址:http://www.cnmaths.com/zttj/UploadFiles/200405/20040516175136777.jpg |
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