Как сделать костюм архимеда
Текст ниже не будет попыткой описать биографию великого древнегреческого ученого. Во-первых, мы не так уж много знаем достоверных фактов о его биографии. А разных вариантов ее реконструкции хватает и без меня. И это - во-вторых. Мне же хочется уделить внимание некоторым его научным результатам, многие из которых вам, наверняка, известны, но надеюсь удастся рассказать и что-то новое. Ведь это биография его до нас не дошла, а вот труды – сохранились, целых тринадцать книг.
История первая. Как взвесить корону
Эту историю все знают из школьных учебников. Правитель Сиракуз (города на Сицилии, где, собственно, и жил Архимед) Гиерон заподозрил, что ювелир, изготовивший ему новую корону, украл часть золота, заменив его серебром. И попросил Архимеда внести ясность в этот вопрос, не разрушая саму корону. Согласно легенде, мудрец долго искал способ как измерить плотность материала короны и в результате, открыл свой знаменитый закон: каждое тело, погруженное в жидкость, теряет столько своего веса, сколько весит вытесненная им жидкость.
Я тоже помню эту историю по школе. Но как мы, школьники, представляли себе процесс экспертизы короны. Архимед ставит сосуд, наполненный водой до краев, в таз, потом погружает в сосуд корону и замеряет, сколько воды вылилось, узнав тем самым ее объем. Потом взвесил корону, узнал ее массу. Поделил массу на объем вылитой воды, узнал плотность материала, сравнил с плотностью золота… Вопросом, откуда Архимед знал значение плотности золота в школе я не задавался.
Уже позже я услышал совсем другое описание этого эксперимента. Архимед взял рычажные весы, на один конец поместил корону, на другую некий вес, равный ей (например, песок). Потом поднес снизу к короне полное ведро воды и погрузил ее в ведро, не отцепляя от весов. Корона, понятно, потеряла часть своего веса и, чтобы снова уравновесить планку, груз надо было передвинуть ближе к центру весов. Замерив расстояние, на которое пришлось сдвигать противовес, Архимед повторил опыт с куском чистого золота, равным тому, что выдали ювелиру. Иначе говоря, Архимед придумал простой, но действенный способ сравнения плотностей разных веществ.
Легенда гласит, что опыт разоблачил жульничество ювелира, потому что противовес пришлось сдвигать иначе. Впрочем, это имело значение для Гиерона, а для науки, конечно, важнее сам принцип, который стал основным законом гидростатики.
История вторая. Как перевернуть корабль
По легенде, с помощью этого устройства он смог в одиночку приподнять корабль и перетащить его к воде. Тогда, дескать, он и выдал свой знаменитый афоризм.
История третья. Тела небесные
Причем, они не просто двигались в произвольном порядке, модель Архимеда позволяла рассчитывать фазы Луны и предсказывать даты затмений. По крайней мере, так уверяли очевидцы. После того, как римляне все-таки взяли Сиракузы (Архимед погиб во время штурма), планетарий в числе трофеев увезли в римский храм Доблести. И если одних этот трофей просто развлекал, то других, видимо, подтолкнул к созданию аналогов и даже более сложных вещей, что в итоге и вылилось в создание римлянами Антикитерского механизма. Но это уже исключительно моя версия.
История четвертая. Простые вещи
История пятая. Математические достижения
Архимед настолько гордился этой работой, что просил выбить на своей могиле изображение цилиндра с вписанным в него шаром с отношением их объемов. Много лет спустя, посетив Сиракузы, Цицерон утверждал, что нашел это надгробие с выбитым кубом, в который были вписаны цилиндр и шар. И не просто нашел, а распорядился привести заросшую могилу в порядок и ухаживать за ней. Увы, затем все вновь пришло в запустение, и могила была повторно утеряна, теперь уже навсегда.
Наука | Научпоп
6.2K постов 69.6K подписчика
Правила сообщества
ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.
Основные условия публикации
- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.
- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.
- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.
- Видеоматериалы должны иметь описание.
- Названия должны отражать суть исследования.
- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.
Не принимаются к публикации
- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.
- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.
- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.
Наказывается баном
- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.
- Попытки использовать сообщество для рекламы.
- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.
- Нарушение правил сайта в целом.
Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.
Поделил массу на объем вылитой воды, узнал плотность материала, сравнил с плотностью золота… Вопросом, откуда Архимед знал значение плотности золота в школе я не задавался.
Вот же было неплохое и непротиворечивое описание эксперимента Архимеда, не требующее абсолютных измерений.
Надо было лишь сравнительно (весами) подобрать вес эталонного металла под исследуемый, и сравнить разницу объемов по поднявшемуся уровню вытесненной воды.
Архимед: Эврика! Раскрыл секрет!
Гиерон: Ты оденься, Архимед!
Вот сандалии, хитон,
а расскажешь все потом!
Архимед: Пусть весы сюда несут
и с водой большой сосуд…
Все доставить Гиерону.
На весы кладем корону
И теперь такой же ровно
ищем слиток золотой…
Гиерон: Все понятно!
Архимед: Нет, постой!
Мы теперь корону нашу
опускаем в эту чашу.
Гиерон! Смотри сюда —
в чаше поднялась вода!
Ставлю черточку по краю.
Гиерон: А корону?
Архимед: Вынимаю.
В воду золото опустим.
Гиерон: В воду золото? Допустим…
Архимед: Поднялась опять вода.
Метку ставлю я.
Гиерон: Куда?
Архимед: Ну конечно же, по краю.
Гиерон: Ничего не понимаю.
Лишь две черточки я вижу:
эта — выше, эта — ниже.
Но какой же вывод главный?
Архимед: Равный вес.
Объем — не равный!
Там же про затаскивание корабля на берег с помощью блочно-рычажного механизма:
„ДАЙТЕ МНЕ ТОЧКУ ОПОРЫ“
.И тут Архимед повернул колесо —триера послушно ползет на песок.
На палубе с ног повалились купцы.
На берег заехать — не шутка!
По воздуху веслами машут гребцы,
как будто лишились рассудка.
Гиерон: Не верю глазам! Столько силы в плечах?!
Архимед: Нет, царь! Эту силу умножил рычаг!
Взглянул Архимед: небо, море кругом.
Синее море и горы.
— Я землю бы мог повернуть рычагом,
лишь дайте мне точку опоры.
Познавательно.Слыхал что механик это была должность.И есть более знаменитый механик-Ктезибий.Его эксперименты с паром были весьма передовыми.Смотрел фильм ВВС о нем. Если можете, опубликуйте подробнее о этом человеке,всем будет интересно.
Объём шара и объем конуса очень непростая задача. Тут когда тебе объясняют не всегда понимаешь как это было сделано, а такие люди как Архимед это придумали
Божественно :-)
Автор - пиши ещё. . и побольше :-)
Что же сделали с солдатом, зарубившим Архимеда? При том, что по слухам, римский военачальник был большим его поклонником.
Критическое мышление позволяет выходить за рамки.
". А теперь попробуйте представить себе жилье, в котором нет ни одного резьбового соединения. "
щитовые дома, рубленные, кирпичные, из глины, из бутылок и Т. Д.
Как греки Землю измеряли
Этим вопросом озаботились именно греки, в более древних цивилизациях (Вавилон, Египет) небо изучали, и довольно тщательно, пытались предсказать движение небесных тел, а вот вопросом формы Земли не заморачивались.
Ну а дальше, поскольку с формой Земли образованная часть греков определилась, равно как и с тем, что размеры ее не так уж велики, напрашивался следующий шаг – измерить Землю.
Перед тем как перейдем к процессу и его результатам, отмечу один нюанс. Мерили греки, как я уже говорил в стадиях, а нюанс в том, что это сейчас километр он и в Африке километр. А тогда системы СИ не было. Всякий стадий составляет 100 пар шагов или 600 ступней, но шаги и ступни в разных системах мер могли несколько различаться: было несколько вариантов стадиев, от 172 до 185 метров (а еще вавилонский вариант стадия, но он нам здесь не интересен). Часто приходится гадать, каким стадием пользовался тот или иной автор. Поэтому, когда мы переводим результаты в привычные километры, то, конечно, рискуем, ошибаться. Но – в пределах 6-7%. Для астрономии немало, для истории вопроса – терпимо.
Теперь собственно о том, как греки Землю измеряли. Известны два исследования, проделанных с этой целью. Первое осуществил Эратосфен в III веке до нашей эры, второе – Посидоний сто с небольшим лет спустя. В обоих случаях греки применили схожий подход, разница была в деталях. Смысл его в следующем: и Солнце, и звезды доступны одновременному наблюдению в разных местах на Земле, но поскольку расстояние до них явно во много раз больше размеров самой Земли, все лучи света, приходящие от них к нам мы можем считать параллельными.
Эратосфен измерил высоту Солнца над горизонтом в полдень летнего солнцестояния в Александрии и в Сиене (Асуане). Почему там? А еще до него, древние египтяне заметили, что во время летнего солнцестояния Солнце освещает дно глубоких колодцев в Сиене (ныне Асуан), а в Александрии – нет. Будь Земля плоской, рассуждал Эратосфен, этого не могло бы быть (мы помним – лучи параллельны), но она круглая, т.е. искривлена. А Сиена и Александрия находятся на одном меридиане (считал он) на расстоянии 5000 стадиев друг от друга. Значит, стены в Александрии наклонены под некоторым углом по отношению к стенам в Сиене, поэтому в полдень солнцестояния они продолжают отбрасывать некоторую тень.
Сегодня мы знаем, что расчеты Эратосфена имели ряд серьезных погрешностей: Александрия и Сиена расположены не на одном меридиане, поэтому разница между их параллелями меньше, само это расстояние тоже было измерено приблизительно, со слов караванщиков, да и углы этих городов по направлению к солнечным лучам он измерил с ошибкой. И все же, ему удалось получит результат очень близкий к современным данным (6 371 км). Правда, в зависимости от того, какими стадиями он считал, если греческими, то да, его ответ - 6 916 км, а если стадиями египетских фараонов (дело было в Египте и расстояние могло быть указано в них), то его ответ - 8 397 км - намного больше реального.
Впрочем, Посидоний напутал еще больше. Но он и считал не по тени от Солнца, а по расположению звезды Канопус на небе Александрии и греческого острова Родос, которые разделяли те же 5000 стадий. Но эти точки тоже лежали не на одном меридиане, плюс морские расстояния греки измеряли с гораздо меньшей точностью. В итоге, по его расчетам Земля получилась чуть ли не на треть меньше, чем у Эратосфена.
Да, греки ошибались в расчетах, но главное они сделали – придумали метод, как можно измерить размер Земли, не покидая ее поверхности. Дальше дело было за совершенствованием географических данных и измерительных приборов. Ну а греки не остановились и придумали как рассчитать расстояние до Луны и до Солнца.
Архимед — один из великих мыслителей истории. Он был проницателен как в философии, так и в искусстве, активно занимался математикой, физикой и был признан одним из величайших инженеров своего времени. Его наследие продолжает жить в современную эпоху через историю, а также благодаря его бесчисленным изобретениям и открытиям 2000 лет назад.
Математика Архимеда: алгебра, анализ, геометрия
Эврика – что нашел Архимед: механика
Архимед изобрел множество реальных приспособлений, которые, на удивление современников, еще и работали. В механике он достиг просто невероятных высот. К примеру, рычаг и раньше был прекрасно знаком человеку, он его давно использовал, но вот досконально описать, как именно и почему он значительно облегчает усилия, первым смог именно этот ученый. Плутарх писал, что в порту Сиракуз были устроены краны и подъемники, системы блоков и рычагов, разработанные Архимедом. Они значительно облегчали погрузочно-разгрузочные работы при транспортировке тяжелых предметов.
Античность. Третий век до нашей эры. Сицилия, на которой еще и подавно нет мафии, но есть древние греки.
Изобретатель, инженер и ученый-теоретик из Сиракуз (греческая колония на Сицилии) Архимед служил у царя Гиерона второго. Однажды ювелиры изготовили для царя золотую корону. Царь, как человек подозрительный, вызвал ученого к себе и поручил узнать, не содержит ли корона примесей серебра. Тут нужно сказать, что в то далекое время никто не решал подобных вопросов и случай был беспрецедентным.
Архимед
Архимед долго размышлял, ничего не придумал и однажды решил сходить в баню. Там, садясь в тазик с водой, ученый и нашел решение вопроса. Архимед обратил внимание на совершенно очевидную вещь: тело, погружаясь в воду, вытесняет объем воды, равный собственному объему тела.
Астрономия – наука о небесных сферах
Чтобы показать, как именно движутся светила на небосклоне, великий изобретатель собственноручно выстроил планетарий с подвижной небесной сферой. В этом помещении можно было увидеть: как ходят по небу Солнце и Луна, как они исчезают за горизонтом и снова появляются, как происходят разнообразные затмения и как передвигаются звезды. Архимед доказал, что Марс, Меркурий и Венера вращаются именно вокруг светила, а не вокруг Земли.
Военное дело: спасение Сиракуз
После такого действа римляне были повержены в шок, они прекратили лобовую атаку и решили осадить Сиракузы. Согласно легенде, в этот момент Архимеда осенило: он приказал всем воинам отполировать вогнутые щиты до блеска. Сфокусировав солнечные блики на кораблях противника, жители города подожгли их. Историки считают, что это красивый миф, а жечь корабли таким образом невозможно. Как бы там ни было, Сиракузы все же были повержены, но гениальный ученый этого уже не узнал.
Смерть Архимеда
Согласно многим свидетельствам, Архимед был убит римлянами, когда те все-таки взяли Сиракузы. Вот одна из возможных версий гибели великого инженера.
Научные открытия ученого Архимеда
Научные открытия древнегреческого ученого Архимеда повлияли на развития физики, геометрии, механики и других наук.
Суть закона Архимеда
Если Вы спрашиваете себя, как понять закон Архимеда, мы ответим. Просто сесть, подумать, и понимание придет. Собственно, этот закон гласит:
На тело, погруженное в газ или жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда.
Воздушные шары
Как видим, сила Архимеда действует не только на тела, погруженные в воду, но и на тела в атмосфере. Сила, которая заставляет воздушный шар подниматься вверх – та же сила Архимеда. Высчитывается Архимедова сила по формуле:
Здесь первый член — плотность жидкости (газа), второй — ускорение свободного падения, третий — объем тела. Если сила тяжести равна силе Архимеда, тело плавает, если больше – тонет, а если меньше – всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.
Винт Архимеда
Изобретение Архимеда устроено гениально просто. В цилиндрическую трубу, установленную под углом к горизонтальной плоскости, помещён винт. Нижний конец цилиндрической трубы погружен в воду. Когда винт вращается, вода поднимается по трубе вверх. Винт приводится в движение вручную или с помощью ветряного колеса.
Винт Архимеда сразу же нашёл широкое применение. С его помощью осуществляли подъём воды в оросительные каналы. В Египте он до сих пор используется в устройствах для орошения полей. В дальнейшем древние греки начали использовать винт в прессах, с помощью которых выжимали сок из винограда для приготовления вина. Благодаря винту Архимеда, воду поднимали из глубоких колодцев. В Голландии это устройство применяли для того, чтобы отвоевать у моря территории для земледелия. Часть моря отгораживали дамбой, затем осушали его с помощью винта Архимеда.
Винт Архимеда стал прообразом современного шнека – стержня со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси. А шнек, в свою очередь, является частью механизма, предназначенного для перемещения груза вдоль винтовой поверхности внутри трубы. Практически каждая хозяйка пользуется в быту мясорубкой, одной из деталей которой является шнек. Архимедов винт стал прообразом судовых винтов и авиационных пропеллеров, движителей вездеходов, а также обычных винта и гайки.
Архимедов винт
Архимедов винт
Я сдвину землю!
Рычаг — перекладина, лежащая на опоре, — простейший механизм, который с древнейших времён использовали для поднятия тяжестей. Архимед объяснил принцип действия рычага. Он обнаружил, что в каждом теле есть центр тяжести — точка, за которую можно подвесить это тело, чтобы оно сохранило равновесие — своё первоначальное положение. Уравновешивая концы перекладины — плечи рычага — с грузами разной массы, Архимед вывел закон рычага: во сколько раз больше масса на одном из плеч уравновешенного рычага (или сила, приложенная к этому плечу), во столько же раз это плечо должно быть короче другого. Если F — это сила, а D — длина плеча рычага, то: F1 •D1 =F2 •D2.
Закон рычага
Ему было поручено спустить на воду крупнейший в Сиракузах корабль, который город не смог запустить с помощью традиционной рабочей силы. Говорят, что Архимед принял задачу и разработал массивный рычажный механизм вместе с серией шкивов для запуска недавно построенного корабля.
Оглядываясь назад, мы видим, что изобретатель не был первым, кто задумал рычажный механизм, но он был первым, кто описал основную физику, а также улучшил дизайн. Он объяснил соотношение силы, нагрузки и как точка опоры взаимодействовала с возможностью рычага.
Одометр
В зависимости от того, кого вы спрашиваете, Архимеду также приписывают первую идею одометра или, по крайней мере, механический метод отслеживания пройденного расстояния.
Витрувий считал, что Архимед создает большое колесо известной окружности в маленькой раме, которая крепится к тачке или другому колесному устройству. Когда объект толкали вперед, устройство бросало камешки в контейнер, каждый из которых представлял собой заданное расстояние.
Согласно Британской энциклопедии, это был, по сути, первый одометр в истории.
Железный Коготь
Архимед известен тем, что проектировал военные машины для своего родного штата Сиракузы. Одно известное устройство называлось Железный Коготь.
Предполагалось, что эта машина была установлена на стенах города Сиракузы, способная захватывать и опрокидывать приближающиеся к ней суда. Это устройство известно только через фрагменты исторического контекста, но считалось, что устройство когтя будет прикрепляться к нижней части корабля и подниматься вверх. Эта сила либо нанесет большой урон приближающимся кораблям, либо заставит их опрокинуться.
Система шкивов
Архимед не изобрел шкив, но он изобрел составные шкивы, улучшая существующую форму технологии, которая существовала в то время. Он продемонстрировал, что колесо, опирающееся на веревку, может использоваться в качестве метода передачи энергии, обеспечивая оператору механическое преимущество в процессе.
Архимед усовершенствовал существующую технологию для создания первой системы блоков и захватов с использованием кранов и составных шкивов. История гласит, что он продемонстрировал мощь своей новой машины, двигая корабль своими силами, сидя на большом расстоянии.
Облегчить ношу
В полиспасте неподвижные блоки дают возможность правильно выбрать угол приложения сил, а каждый подвижный блок вдвое сокращает усилия по перемещению груза. Легенда утверждает, что с помощью полиспаста собственной конструкции Архимед в одиночку подтянул к воде огромный корабль.
Применение в современной жизни
Рычаги, блоки, полиспасты, архимедовы винты — механизмы, широко используемые и по сей день, мы видим их повсюду. Детские качели, на которых катаются вниз и вверх, журавль, поднимающий ведро с водой из колодца, весы — коромысло с чашками, гаечный ключ, легко вращающий туго закрученную гайку, ножницы — это рычаги.
Блоки и полиспасты используют строители в подъёмных кранах, и альпинисты в страховочных тросах, и швеи в шпульках швейных машин, моряки в корабельных снастях. С помощью архимедова винта до сих пор осушают болота, выкачивая воду. Разобрав мясорубку, вы увидите архимедов винт, продвигающий мясо к вращающемуся ножу. Сверло в дрели — тоже миниатюрный архимедов винт.
Рычаг в ножницах: короткие плечи с кольцами давят, а длинные — режут
Архимедов винт в мясорубке
Полиспаст подъёмного крана
Казалось бы, нет ничего проще, чем закон Архимеда. Но когда-то сам Архимед здорово поломал голову над его открытием. Как это было?
С открытием основного закона гидростатики связана интересная история.
Интересные факты и легенды из жизни и смерти Архимеда
Роль Архимеда в осаде Сиракуз
В 212 году до нашей эры Сиракузы были осаждены римлянами. 75-летний Архимед сконструировал мощные катапульты и легкие метательные машины ближнего действия, а также так называемые "когти Архимеда". С их помощью можно было буквально переворачивать вражеские корабли. Столкнувшись со столь мощным и технологичным сопротивлением, римляне не смогли взять город штурмом и вынуждены были начать осаду. По другой легенде Архимед при помощи зеркал сумел поджечь римский флот, фокусируя солнечные лучи на кораблях. Правдивость данной легенды представляется сомнительной, т.к. ни у одного из историков того времени упоминаний об этом нет.
Смерть Архимеда
Согласно многим свидетельствам, Архимед был убит римлянами, когда те все-таки взяли Сиракузы. Вот одна из возможных версий гибели великого инженера.
Ну а теперь о наболевшем: о законе и силе Архимеда.
Как был открыт закон Архимеда и происхождение знаменитой "Эврика!"
Античность. Третий век до нашей эры. Сицилия, на которой еще и подавно нет мафии, но есть древние греки.
Изобретатель, инженер и ученый-теоретик из Сиракуз (греческая колония на Сицилии) Архимед служил у царя Гиерона второго. Однажды ювелиры изготовили для царя золотую корону. Царь, как человек подозрительный, вызвал ученого к себе и поручил узнать, не содержит ли корона примесей серебра. Тут нужно сказать, что в то далекое время никто не решал подобных вопросов и случай был беспрецедентным.
Архимед долго размышлял, ничего не придумал и однажды решил сходить в баню. Там, садясь в тазик с водой, ученый и нашел решение вопроса. Архимед обратил внимание на совершенно очевидную вещь: тело, погружаясь в воду, вытесняет объем воды, равный собственному объему тела.
Суть закона Архимеда
Если Вы спрашиваете себя, как понять закон Архимеда, мы ответим. Просто сесть, подумать, и понимание придет. Собственно, этот закон гласит:
На тело, погруженное в газ или жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда.
Как видим, сила Архимеда действует не только на тела, погруженные в воду, но и на тела в атмосфере. Сила, которая заставляет воздушный шар подниматься вверх – та же сила Архимеда. Высчитывается Архимедова сила по формуле:
Здесь первый член - плотность жидкости (газа), второй - ускорение свободного падения, третий - объем тела. Если сила тяжести равна силе Архимеда, тело плавает, если больше – тонет, а если меньше – всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.
Сила Архимеда - сила, благодаря которой корабль плавает
Архимед Сиракузский (287 до н.э. - 212 до н.э.) был математиком, физиком, изобретателем, инженером и греческим астрономом из древнего города Сиракузы, на острове Сицилия. Его наиболее выдающимся вкладом является принцип Архимеда, разработка метода истощения, механический метод или создание первого планетария..
В настоящее время он считается одной из трех более важных фигур математики античности, рядом с Евклидом и Аполонием, поскольку его вклад означал важные научные достижения в то время в области вычислений, физики, геометрии и астрономии. В свою очередь, это делает его одним из самых выдающихся ученых в истории человечества.
Хотя известно немного подробностей его личной жизни - а те, которые известны, имеют сомнительную достоверность - его вклад известен благодаря серии письменных писем о его работах и достижениях, которые сохранились до настоящего времени и принадлежат на переписку, которую он годами хранил у друзей и других математиков того времени.
Архимед был известен в свое время благодаря его изобретениям, которые привлекли внимание его современников, отчасти потому, что они использовались в качестве военных устройств, чтобы успешно избежать многочисленных римских вторжений..
Тем не менее, говорят, что он утверждал, что единственной действительно важной вещью была математика, и что его изобретения были просто продуктом игры прикладной геометрии. В потомстве его работы по чистой математике ценились гораздо больше, чем его изобретения..
- 1 Биография
- 1.1 Обучение
- 1.2 Научная работа
- 1.3 Конфликт в Сиракузах
- 1.4 Смерть
- 2.1 Принцип Архимеда
- 2.2 Механический метод
- 2.3 Объяснение закона рычага
- 2.4 Разработка метода исчерпания или истощения для научной демонстрации
- 2.5 Мера круга
- 2.6 Геометрия сфер и цилиндров
- 3.1 Одометр
- 3.2 Первый планетарий
- 3.3 Архимедов винт
- 3.4 Коготь Архимеда
биография
Архимед Сиракузский родился примерно в 287 году до нашей эры. О его ранних годах известно немного, хотя можно сказать, что он родился в Сиракузах, городе, который сегодня считается главным морским портом острова Сицилия, сегодня в Италии..
В то время Сиракузы были одним из городов, которые составляли так называемую Великую Грецию, которая была местом, населенным поселенцами греческого происхождения, в южной части полуострова Италии и на Сицилии..
Нет никаких известных фактов о матери Архимеда. Что касается отца, известно, что это называлось Фидий и что он был посвящен астрономии. Эта информация его отца известна благодаря фрагменту книги Счетчик песка, написанный Архимедом, в котором он упоминает имя своего отца.
Ираклид, греческий философ и астроном, очень любил Архимеда и даже написал о нем биографию. Однако этот документ не сохранился, поэтому вся содержащаяся в нем информация неизвестна.
обучение
Из-за небольшой информации, которую мы имеем об Архимеде, мы не знаем наверняка, где он получил свое первое обучение.
Тем не менее, различные историографы определили, что существует высокая вероятность того, что Архимед учился в Александрии, которая была самым важным греческим культурным и образовательным центром в регионе..
Это предположение подтверждается информацией, предоставленной греческим историком Диодоро Сикуло, который указал, что Архимед, вероятно, учился в Александрии..
Кроме того, во многих своих работах сам Архимед упоминает других ученых того времени, работа которых была сосредоточена в Александрии, поэтому можно предположить, что он действительно развивался в этом городе..
Некоторые из личностей, с которыми Архимед взаимодействовал в Александрии, - это географ, математик и астроном Эратосфен из Кирены, а также математик и астроном Конон де Санос.
Семейная мотивация
С другой стороны, тот факт, что отец Архимеда был астрономом, возможно, оказал значительное влияние на склонности, которые он впоследствии показал, потому что позже и с юных лет была особая привлекательность в области наука.
По оценкам, после его пребывания в Александрии Архимед вернулся в Сиракузы.
Научная работа
Вернувшись в Сиракузы, Архимед начал придумывать разные артефакты, которые вскоре завоевали ему определенную популярность среди жителей этого города. В этот период он полностью посвятил себя научной работе, произвел различные изобретения и вывел несколько математических представлений, очень продвинутых к его времени.
Например, когда он посвятил себя изучению характеристик сплошных изогнутых и плоских фигур, он придумал концепции, связанные с интегральным и дифференциальным исчислением, которое было разработано позже..
Кроме того, Архимед был тем, кто определил, что объем, связанный со сферой, соответствует удвоенному размеру цилиндра, в котором она находится, и был тем, кто изобрел составной шкив, основываясь на своих открытиях о законе рычага..
Конфликт в Сиракузах
В течение 213 года до нашей эры римские солдаты вошли в город Сиракузы и окружили его поселенцев, чтобы заставить их сдаться.
Эту акцию возглавил военный и греческий политик Марко Клаудио Марсело в рамках Второй Пунической войны. Позже он был известен как Меч Рима, так как он в конечном итоге покорил Сиракузы.
В середине конфликта, который длился два года, жители Сиракуз сражались с римлянами с мужеством и жестокостью, и Архимед сыграл очень важную роль, учитывая, что он посвятил себя созданию инструментов и инструментов, которые помогли победить римлян.
Наконец, Марко Клаудио Марсело взял город Сиракузы. Перед великой интеллектуальностью Архимеда Марсело приказал, чтобы они не были ранены или убиты. Однако Архимед был убит в руках римского солдата.
кончина
Архимед умер в 212 году до нашей эры. Более чем через 130 лет после его смерти, в 137 году до нашей эры, писатель, политик и философ Марко Тулио Цицерон занимал должность в администрации Рима и хотел найти гробницу Архимеда..
Эта задача была нелегкой, поскольку Цицерон не мог найти никого, кто бы мог указать точное место. Тем не менее, он в конечном итоге получил это, очень близко к двери Агридженто и в плачевных условиях.
Цицерон очистил гробницу и обнаружил, что на ней была написана сфера внутри цилиндра, как отсылка к открытию о томе, сделанном Архимедом некоторое время назад..
Версии о его смерти
Первая версия
Одна из версий гласит, что Архимед находился в процессе решения математической задачи, когда к нему подошел римский солдат. Говорят, что Архимед мог бы попросить его некоторое время решить проблему, поэтому солдат убил бы его.
Вторая версия
Вторая версия похожа на первую. Учет того, что Архимед решал проблему математики, когда произошло взятие города.
Римский солдат вошел в его состав и приказал ему встретиться с Марсело, и Архимед ответил, что он должен решить проблему, над которой он работал в первую очередь. В результате этого ответа солдат расстроился и убил его.
Третья версия
Эта гипотеза указывает на то, что Архимед имел в руках большое разнообразие инструментов, типичных для математики. Затем его увидел солдат и подумал, что он может нести ценные вещи, поэтому он убил его.
Четвертая версия
Эта версия показывает, что Архимед присел у земли, обдумывая планы, которые он изучал. Видимо, сзади пришел римский солдат и, не зная, что это был Архимед, застрелил его.
Научный вклад Архимеда
Принцип Архимеда
![]()
Принцип Архимеда рассматривается современной наукой как одно из важнейших наследий древней эпохи..
На протяжении всей истории и в устной форме сообщалось, что Архимед пришел к своему открытию случайно благодаря тому, что королю Иерону было поручено проверить, сделана ли золотая корона, отправленная им для изготовления, только золотом. чистый и не содержал никакого другого металла. Я должен был выполнить это, не разрушая корону.
Говорят, что когда Архимед размышлял, как решить эту проблему, он решил принять ванну, и когда он вошел в ванну, он понял, что уровень воды в ней увеличился, когда он погрузился в нее..
Этот принцип означает, что жидкости оказывают подъемную силу - толкая вверх - на любой погруженный в них объект, и что величина этой толкающей силы равна весу жидкости, вытесняемой погруженным телом, независимо от его веса..
Объяснение этого принципа описывает явление флотации и находится в его Договор о плавающих телах.
Принцип Архимеда широко применялся в потомстве для плавания объектов массового использования, таких как подводные лодки, корабли, спасатели и воздушные шары..
Механический метод
Другим наиболее важным вкладом Архимеда в науку было включение чисто механического, то есть технического метода, в аргументацию и аргументацию геометрических задач, что означало беспрецедентный способ решения проблем такого типа для времени..
В контексте Архимеда геометрия считалась исключительно теоретической наукой, и общепринято то, что чистая математика спускалась к другим практическим наукам, в которых ее принципы могли быть применены..
По этой причине сегодня он считается предшественником механики как научной дисциплины..
В письме, в котором математик раскрывает новый метод своему другу Эратосфену, указывается, что это позволяет решать вопросы математики с помощью механики и что несколько проще построить демонстрацию геометрической теоремы, если она уже иметь некоторые предварительные практические знания, что если вы не имеете ни малейшего представления об этом.
Этот новый метод исследования, проводимый Архимедом, станет предшественником неформальной стадии открытия и формулирования гипотезы современного научного метода..
Объяснение закона рычага
![]()
При разработке этого закона Архимед устанавливает принципы, которые описывают различное поведение рычага при размещении на нем двух тел в зависимости от его веса и расстояния от точки опоры..
Таким образом, он указывает, что два тела, которые можно измерить (соизмеримые), расположенные на рычаге, сбалансированы, когда они находятся на расстояниях, обратно пропорциональных их весу..
Таким же образом, неизмеримые тела (которые не могут быть измерены) делают это, но этот закон был продемонстрирован Архимедом только с телами первого типа.
Его формулировка принципа рычага является хорошим примером применения механического метода, поскольку, согласно объяснению, изложенному в письме, адресованном Доситео, этот был впервые обнаружен с помощью методов механики, которые применяются на практике..
Позже он сформулировал их, используя методы геометрии (теоретические). Из этого эксперимента на телах также было отделено понятие центра тяжести.
Разработка метода исчерпания или исчерпания для научной демонстрации
Исчерпание - это метод, используемый в геометрии, который состоит в аппроксимации геометрических фигур, чья область известна посредством надписи и круглой надписи, на другой, чья область должна быть известна..
Хотя Архимед не был создателем этого метода, он мастерски разработал его, сумев вычислить с помощью него точное значение Пи.
Архимед, используя метод истощения, вписал и описал шестиугольники на окружности диаметром 1, уменьшив до абсурда разницу между площадью шестиугольников и площадью окружности.
Для этого он разделил пополам шестиугольники, создавая до 16 сторон многоугольников, как показано на предыдущем рисунке..
Таким образом, он пришел, чтобы указать, что значение pi (отношения между длиной круга и его диаметром) находится между значениями 3.14084507 . и 3.14285714 . .
Архимед мастерски использовал метод исчерпания, потому что ему удалось не только приблизить вычисление значения Pi с достаточно малым и, следовательно, желательным пределом погрешности, но и потому, что число Pi является иррациональным числом через Этот метод и полученные результаты заложили основы, которые могли бы прорасти в бесконечно малой системе вычислений, а затем и в современном интегральном исчислении..
Мера круга
Чтобы определить площадь круга, Архимед использовал метод, который заключался в рисовании квадрата, который точно вписывался в круг..
Зная, что площадь квадрата была суммой его сторон и что площадь круга была больше, он начал работать над получением приближений. Это он сделал, заменив квадрат 6-сторонним многоугольником и затем работая с более сложными многоугольниками.
Архимед был первым в истории математиком, который сделал серьезный расчет числа Пи.
Геометрия сфер и цилиндров
Среди девяти трактатов, составляющих работу Архимеда по математике и физике, есть два тома по геометрии сфер и цилиндров..
Эта работа посвящена определению того, что поверхность любой сферы радиуса в четыре раза больше ее наибольшего круга и что объем сферы в две трети превышает объем цилиндра, в который она вписана.
Inventos
Одометр
Также известный как километры, это было изобретение этого знаменитого человека.
Это устройство было построено по принципу колеса, которое при повороте активирует шестерни, позволяющие рассчитать пройденное расстояние..
Согласно этому же принципу, Архимед разработал несколько типов одометров для военных и гражданских целей..
Первый планетарий
Основываясь на свидетельствах многих классических авторов, таких как Цицерон, Овидий, Клаудиан, Марчиано Капела, Касиодоро, Сексто Эмпирик и Лактанций, многие ученые теперь приписывают Архимеду создание первого элементарного планетария..
По словам Цицерона, планетариев, построенных Архимедом, было два. В одном из них были изображены земля и различные созвездия рядом с ней..
В другом, с единственным вращением, солнце, луна и планеты сделали свои собственные независимые движения относительно неподвижных звезд точно так же, как они сделали в реальном дне. В последнем, кроме того, могли наблюдаться последовательные фазы и затмения Луны.
Винт Архимеда
Винт Архимеда - это устройство, которое используется для транспортировки воды снизу вверх по склону с использованием трубки или цилиндра..
Согласно греческому историку Диодоро, благодаря этому изобретению было облегчено орошение плодородных земель, расположенных вдоль реки Нил в древнем Египте, поскольку традиционные инструменты требовали огромных физических усилий, которые истощали рабочих.
Используемый цилиндр имеет внутри винт такой же длины, который поддерживает соединенную систему гребных винтов или ребер, которые выполняют вращательное движение, приводимое в движение вручную вращающимся рычагом..
Таким образом, спирали успевают вытолкнуть любое вещество снизу вверх, образуя некий бесконечный контур.
Коготь Архимеда
Коготь Архимеда, или железная рука, как его еще называют, был одним из самых страшных орудий войны, созданных этим математиком, и стал самым важным для сицилийской защиты от римских вторжений..
Согласно исследованию, проведенному профессорами Drexel University Крисом Рорресом (факультет математики) и Гарри Харрисом (факультет гражданского строительства и архитектуры), это был большой рычаг, к которому прикреплен захватный крюк. с помощью цепочки, которая свисала с него.
Через рычаг манипулятором манипулировали так, чтобы он упал на вражеский корабль, и цель состояла в том, чтобы зацепить его и поднять его до такой степени, чтобы при отпускании его можно было полностью перевернуть или ударить о камни на берегу..
Для реализации этой работы они опирались на аргументы древних историков Полибио, Плутарко и Тито Ливио..
Читайте также:
