第二节 力的测量

测力计

    测力计有各种不同的形式，但它们的主要组成部分都是弹簧或弹性钢片．当外力使弹簧或弹性钢片发生形变时，通过传动机构带动指针转动，在刻度盘上就指示出外力的数值．

　　如图为一种用弹性钢片制成的测力计的构造示意图．当外力将弯曲的弹性钢片A拉伸时，通过杆B带动齿轮C转动，C又带动与它啮合的齿轮D转动，从而带动指针转动，在刻度盘上指示出力的大小．

胡克

选自《中学教学实用全书》

　　胡克（1635～1703），英国实验物理学家、仪器设计师和发明家．他的实验技术精湛，物理思想活跃，为协助玻意耳做一些在稀薄空气中的实验，他发明了空气唧筒．他还对当时出现的各种仪器做过重大改进或创新，如显微镜、望远镜、毛发湿度计、航海仪器等，并改进了天文观测时计时所用的摆．他根据弹簧试验的结果，提出固体弹性定律（后经柯西、格林改进为现在的胡克定律），为弹性理论和材料力学打下了基础．他曾用自制的显微镜观察木柱的结构，并引入细胞（cell）这一名词．

牛顿的生平

　　牛顿是英国著名的物理学家、数学家和天文学家．生于1642年英国林肯郡的一个农民家庭．

　　幼年时，牛顿身体较弱，学习成绩也不好，还经常受到别的同学的欺侮．有一次，几个同学逼他太甚，他忽然鼓起勇气反抗起来．从此，再没有人敢欺侮他，他也暗暗下决心，在学习上要超过别的同学，不再让人瞧不起．由于发奋读书，他的各门功课，尤其是数学，都成为班上最优秀的．

　　少年时期的牛顿，非常喜欢动手做玩具、小器械，他做的灯笼、风筝十分精巧，他的风筝比商店卖的飞得还高．据说，他曾经做过一个“水钟”，他在水桶壁上划上均匀的横线，让桶里的水从桶底往外滴，水面不断下降，根据刻度线读出时间，水滴尽了，正好是中午时刻．这个钟类似于我国古代的漏壶．牛顿做的“太阳钟”，据说是在木板上划上线，中间钉一枚铁钉，在阳光下，看钉子的影子与哪条线重合，就能读出时间．这个“太阳钟”类似于我国古代的日晷．

　　1661年牛顿中学毕业，考入英国剑桥大学三一学院．在大学期间，由于他中学的数学基础好，再加上自己刻苦钻研，他的学习突飞猛进，深受导师的喜爱，导师将自己的专长，毫无保留地传授给了他．

　　1665年牛顿大学毕业，获得学士学位，留校做研究工作．从此开始了他的科学生涯．

　　1665年秋，伦敦发生了可怕的瘟疫，剑桥大学关门，牛顿回到了家乡．在家乡的十八个月，可以说是牛顿一生中最重要的时期，几乎他所有最重要的成就都在这个时期奠定了基础．牛顿研究苹果落地的故事，就发生在这期间．

　　瘟疫过后，牛顿回到剑桥大学．1668年他取得硕士学位．1669年，他的导师巴罗博士辞职，并积极推荐他接替了数学教授的职位．他从这年开始，就成为全剑桥大学公认的大数学家，还被选为三一学院管理委员会成员．

　　牛顿在剑桥大学从事教学和科研工作，长达三十年之久．这三十年是他刻苦钻研的三十年，为了科学研究，他的绝大部分时间都是在实验室里度过的，有时为了检验一个设想，他呕心沥血、通宵达旦，直到有了结果才罢休．牛顿的渊博学识和辉煌的科学成就，都是在剑桥取得的．

　　1672年牛顿当选为英国伦敦皇家学会会员．1689年当选为英国国会议员．1696年因病离开剑桥大学，到皇家造币厂当监督，1699年出任造币厂厂长，同时被选为法国科学院八个外国委员之一．1703年他当选为皇家学会会长，以后每年都连任，直到去世．1705年英国女皇授予他爵士称号．

　　1727年3月20日，牛顿因病在伦敦逝世，终年85岁．因为他一生对国家的贡献，逝世后被葬于威斯敏斯特教堂的墓地．

　　牛顿是十七世纪最伟大的科学巨匠，他所取得的科学成就是无与伦比的．同时，他又十分谦虚，他临终这样评论自己：“我不知道世界上的人对我是怎样看待的．但在我自己看来，却只觉得我好像是一个小孩子，在海滩上玩耍，不时寻找比平常更光滑的石子，或是美丽的贝壳；可是，在那汪洋大海之中，却充满着无穷的真理，在我面前都未发现．”“如果说我比笛卡儿（法国数学家、物理学家，1596～1650）看得远一点儿，那是因为我是站在前辈巨人的肩上．”