Архимед: биография, личная жизнь, вклад в науку и интересные факты

Архимедов винт

Этот водяной винт похож на штопор, размещенный в трубе. С его помощью можно поднимать воду из реки, озера или колодца. Традиционно его изобретение приписывают Архимеду. Стефани Далли из Оксфордского университета обнаружила ассирийские клинописные письмена, датированные около 680 до н. э. и содержащие описания того, что очень напоминает водяной винт и использовалось для орошения садов в городе Ниневии в Месопотамии. Она считает, что эти сады на самом деле были знаменитыми Висячими садами, когда-то связанными с Вавилоном. В месопотамской культуре изобретатели оставались анонимными или их изобретения приписывались королю, который заплатил за работу.

Возможно, имя Архимеда связано с водяным винтом по одной из этих причин:

• Устройство было забыто, после того как Ниневия была завоевана вавилонянами, а Архимед изобрел его с нуля.
• Устройство могло достичь Египта, который находился под властью Ассирии в 680 году до нашей эры. Архимед, возможно, видел его в действии четыре столетия спустя, когда Египет был под властью греков. Вполне возможно, что он значительно улучшил конструкцию, сделав ее более удобной и дешевой в использовании.

ссылки

1. АССИС, А. (2008). Архимед, центр тяжести и первый закон механики . Доступ 10 июня 2017 года на bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Архимед . Получено 9 июня 2015 года в Интернете: books.google.co.ve/books.
3. МОЛИНА А. (2008). Метод исследования Архимеда Сиракузского: интуиция, механика и истощение . Получено 10 июня 2017 года на World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O’CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Архимед Сиракузский . Зарегистрирована 9 июня 2017 года на сайте history.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Архимед: его жизнь, творчество и вклад в современную математику . Получено 9 июня 2017 г. на сайте lfunes.uniandes.edu.co.
6. Куинн Л. (2005). Архимед Сиракузский . Получено 9 июня 2017 года на сайте math.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Грозная боевая машина: строительство и эксплуатация железной руки Архимеда . Получено 10 июня 2017 г. на сайте cs.drexel.edu.
8. VITE, L. (2014). Принцип Архимеда . Получено 10 июня 2017 г. на сайте repository.uaeh.edu.mx.

Служение Сиракузам

Как следует из биографии Архимеда, его открытия в физике сослужили немалую службу родному городу. После открытия рычага Архимед активно развивал свою теорию и находил ей полезное практическое применение. В порту Сиракуз была создана сложная конструкция, состоящая из блочно-рычаговых приспособлений. Благодаря такому инженерному решению процесс погрузки и разгрузки судов был значительно ускорен, а тяжелые, габаритные грузы перемещались легко и практически без усилий. Изобретение винта позволило собирать воду из низко расположенных водоемов и поднимать ее на большую высоту

Это было важное достижение, так как Сиракузы расположены в гористой местности, и доставка воды представляла серьезную проблему. Оросительные каналы наполнились живительной влагой и бесперебойно снабжали жителей острова

Однако главный дар родному городу Архимед преподнес во время осады Сиракуз римским войском в 212 г. до н. э. Ученый принимал активное участие в обороне и построил несколько мощных метательных механизмов. После того как вражеским отрядам удалось прорваться за городские стены, большинство нападавших погибли под градом камней, выпущенных из Архимедовых машин.

С помощью огромных рычагов, также созданных ученым, сиракузцы получили возможность переворачивать римские суда и остановили атаку. В результате римляне прекратили штурм и перешли к тактике продолжительной осады. В конце концов город пал.

«О равновесии плоских фигур»

Здесь главным образом рассматривается установление центров тяжести различных прямолинейных плоских фигур и сегментов параболы и параболоида. В первой книге рассматривается «закон рычага» (баланс величин на расстояниях от точки опоры в обратном отношении к их весам), и именно на основе этого трактата Архимед был назван основателем теоретической механики. Однако большая часть этой книги, несомненно, не является подлинной и состоит из неумелых более поздних дополнений или переделок, и представляется вероятным, что базовый принцип закона рычага и, возможно, концепция центра тяжести были установлены учеными раньше, чем это сделал Архимед. Биографы считают, что его вклад заключался, скорее, в распространении этих понятий на конические сечения.

Неожиданное открытие

Эта книга содержала семь трактатов, автором которых был Архимед, включая «Метод», который считался утраченным на протяжении многих веков. Согласно биографии математика, Архимед написал эту работу, чтобы показать, как именно он занимался математикой. Этот труд был отправлен Эратосфену в Александрийскую библиотеку. Он предполагал, что впоследствии другие ученые, используя его «Метод», смогут сделать новые открытия.

Благодаря этому труду математики двадцатого века узнали, насколько далеко опередил свое время Архимед, и изучили методы, которые он использовал для решения разных проблем. Именно благодаря им были сделаны его открытия и изобретения. Сохранилось 9 трактатов Архимеда, написанных на греческом языке.

Архимедов винт

Этот водяной винт похож на штопор, размещенный в трубе. С его помощью можно поднимать воду из реки, озера или колодца. Традиционно его изобретение приписывают Архимеду. Стефани Далли из Оксфордского университета обнаружила ассирийские клинописные письмена, датированные около 680 до н. э. и содержащие описания того, что очень напоминает водяной винт и использовалось для орошения садов в городе Ниневии в Месопотамии. Она считает, что эти сады на самом деле были знаменитыми Висячими садами, когда-то связанными с Вавилоном. В месопотамской культуре изобретатели оставались анонимными или их изобретения приписывались королю, который заплатил за работу.

Возможно, имя Архимеда связано с водяным винтом по одной из этих причин:

• Устройство было забыто, после того как Ниневия была завоевана вавилонянами, а Архимед изобрел его с нуля.
• Устройство могло достичь Египта, который находился под властью Ассирии в 680 году до нашей эры. Архимед, возможно, видел его в действии четыре столетия спустя, когда Египет был под властью греков. Вполне возможно, что он значительно улучшил конструкцию, сделав ее более удобной и дешевой в использовании.

«О шаре и цилиндре»

Основные результаты этой работы в двух книгах заключаются в том, что площадь поверхности любой сферы радиуса r в четыре раза больше площади ее наибольшего круга (в современных обозначениях S = 4πr2), а объем сферы равен двум третям того цилиндра, в который она вписана (что сразу приводит к формуле для объема, V = 4 / 3πr3). Архимед был очень горд последним открытием и оставил инструкции для создания своей могилы, которая должна была представлять собой сферу, вписанную в цилиндр. Марк Туллий Цицерон (106–43 гг. до н. э.) обнаружил гробницу, заросшую растительностью, спустя полтора столетия после смерти Архимеда.

Астрономия

В биографии великого математика Архимеда есть упоминание о том, что он также был известен как выдающийся астроном: его наблюдения солнцестояний использовались Гиппархом, одним из выдающихся астрономов II века до н. э. Об этой стороне деятельности Архимеда известно очень мало, хотя работа «О счислении песчинок» раскрывает его интерес к этой науке и практические наблюдательные способности. Однако сохранился ряд чисел, которые приписываются ему, указывающих расстояния между Землей и различными небесными телами, которые, как было показано, основаны не на наблюдаемых астрономических данных, а на «пифагорейской» теории. Удивительно, что эти метафизические предположения можно найти в работах практикующего астронома, но есть все основания полагать, что их верно приписывают Архимеду.

Механические вклады

Архимеда считают отцом статической механики . В своем трактате « О равновесии плоских фигур» он интересуется принципом рычага и поиском центра тяжести . Говорят, что после создания рычага в системе составных шкивов для буксировки кораблей Архимед сказал бы: «Дайте мне точку опоры, и я подниму мир» (на древнегреческом  : δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω ). Согласно Симплициусу , это устройство, которое должно приводить землю в движение, называется kharistiôn ( χαριστίων ). Папп Александрийский указывает на утерянную работу Архимеда под названием « О весах» о динамическом принципе рычага, который лежит в основе демонстрации принципа баланса, согласно которому веса уравновешивают друг друга, когда они обратно пропорциональны их соответствующему расстоянию. точка опоры: если часть рычага, находящегося в равновесии, заменяется равным грузом, подвешенным в его середине, равновесие не изменяется; На этом принципе действуют римские весы, используемые купцами.

Согласно Карпосу д’Антиоху , Архимед написал только книгу по прикладной механике, посвященную конструкции армиллярной сферы , под названием La Sphéropée .

Мы также приписываем ему принцип Архимеда о телах, погруженных в жидкость ( Floating body ). Архимед разработан, на этом принципе, самый большой корабле античности, Syracusia по заказу тираны Сиракуз Гиерон II и построены Архиями около 240 г. до н. Ж.-К.

Он применяет свои теоретические знания на практике в большом количестве изобретений. Мы должны ему, например,

• тяговые машины, где он демонстрирует, что с помощью шкивов , подъемников (еще одно из его изобретений) и рычагов человек может поднять намного больше, чем его вес;
• боевые машины ( лазейка , катапульты , механическое оружие, используемое в морском бою ). Среди очень важных боевых машин мы должны выделить прибор для измерения расстояния ( одометр ), который римляне позаимствовали у Архимеда. На самом деле, чтобы армия была эффективной, она должна отдыхать, и поэтому дни марша должны быть идентичными. Машина Архимеда должна быть сделана с заостренными зубьями шестерни , а не квадратными. Нам потребовалось очень много времени, чтобы восстановить его, потому что мы совершили эту ошибку;
• бесконечный винт и архимедова винта, от которой он сообщает, что , кажется, принцип Египта , но где это изобретение не нашли диффузию , что орошение мог бы предложить его; этот винт используется для подъема воды. Ему также приписывают изобретение фиксирующего винта и гайки  ;
• принцип зубчатого колеса, благодаря которому он построил планетарную систему, представляющую вселенную, известную в то время;
• некоторые археологи также приписывают ему «  антикиферскую машину  », фрагменты которой хранятся в Национальном археологическом музее Афин , машину, которая, в частности, позволяла легко предсказывать даты и время солнечных и лунных затмений.

Мы знаем от Плутарха, что Архимед рассматривал все свои машины только как развлечение для геодезистов и отдавал предпочтение фундаментальной науке: «Он считал практическую механику и все утилитарные методы недостойными и кустарными и посвящал свои амбиции только объектам, красота и совершенство которых были свободны. от всякой заботы о необходимости » . В качестве исключения он поставил свою механику и свои катоптрики на службу Сиракузам, чтобы защитить их от римлян, поскольку на карту было поставлено существование города.

Краткая биография

Архимед, вероятно, провел некоторое время в Египте в начале своей карьеры, но большую часть своей жизни он прожил в Сиракузах, главном греческом городе-государстве на Сицилии, где он был в близких отношениях с его королем. Архимед опубликовал свои работы в форме переписки с выдающимися математиками своего времени, включая александрийских ученых Конона Самосского и Эратосфена Киренского. Он сыграл важную роль в защите Сиракуз от осады римлян в 213 г. до н. э. Когда Сиракузы в конце концов были захвачены римским полководцем Марком Клавдием Марцеллом осенью 212 года или весной 211 года до н. э., Архимед был убит во время разграбления города.

История о золотой короне

Это один из самых интересных фактов в биографии Архимеда. Король Гиерон II отдал золото ремесленнику, чтобы сделать из него корону. Готовая, она весила столько же, сколько и золото, данное мастеру, но король был подозрительным. Он решил, что мастер украл часть золота, заменив его серебром. Решить проблему он поручил Архимеду.

Было известно, что золото плотнее серебра, поэтому один кубический сантиметр золота будет весить больше, чем один кубический сантиметр серебра. Проблема заключалась в том, что корона была неправильной формы, поэтому, хотя ее вес был известен, ее объем — нет.

Считается, что Архимед измерил уровень воды в чашке, сравнив изменения при погружении килограмма золота и килограмма серебра. Если бы мы сделали это измерение с использованием современного оборудования, мы обнаружили бы, что 1 кг золота повысит уровень воды на 51,8 мл, а 1 кг серебра — на 95,3 мл.

Как говорится в биографии, Архимед обнаружил, что корона была смесью золота и серебра. Считается, что идея, как решить эту проблему, появилась, когда Архимед принимал ванну, заметив при этом, как меняется уровень воды. Он был так взволнован, что вскочил и побежал голым по улицам Сиракуз, выкрикивая: «Эврика!» — что значит: «Нашел!»

Биография

Древнегреческий физик, математик и инженер Архимед сделал множество геометрических открытий, заложил основы гидростатики и механики, создал изобретения, послужившие отправной точкой для дальнейшего развития науки. Легенды об Архимеде создавались еще при его жизни. Несколько лет ученый провел в Александрии, где он познакомился и сдружился со многими другими великими научными деятелями своего времени.

Биография Архимеда известна из трудов Тита, Цицерона, Полибия, Ливия, Витрувия и других авторов, которые жили позже самого ученого. Оценить степень достоверности этих данных сложно. Известно, что родился Архимед в греческой колонии Сиракузы, расположенной на острове Сицилия. Его отцом, предположительно, стал астроном и математик Фидий. Плутарх также утверждал, что ученый был близким родственником доброго и искусного правителя Сиракуз Гиерона II.

Портрет Архимеда

Вероятно, детские годы Архимед провел в Сиракузах, а в юном возрасте для получения образования направился в Александрию Египетскую. На протяжении нескольких столетий этот город был культурным и научным центром цивилизованного Древнего Мира. Начальное образование ученый, предположительно, получил у отца. Прожив несколько лет в Александрии, Архимед вернулся в Сиракузы и жил там до конца жизни.

Закон Архимеда и астрономия

Достижением ученого в сфере физики было утверждение, известное сегодня как закон Архимеда. Ученый выявил, что на любой предмет, который погружен в жидкость, действует выталкивающее давление. Эта сила направлена вверх, а по своим параметрам равняется весу жидкости, вытесненной во время помещения предмета в нее, независимо от того, какая у нее плотность.

Существует предание, которое связано с этим открытием. В один из дней к математику пришел Гиерон, он сомневался, что масса сделанной для него короны равна весу золота, предоставленного для ее изготовления. Ученый отлил два слитка такие же по массе, как и корона, один из золота, второй из серебра. После он поочередно опустил слитки в воду и пометил, как сильно увеличился ее уровень. Далее он опустил корону и увидел, что вода не приподнялась ни до одно из уровней, до которого поднималась при погружении каждого слитка. Так было выявлено, что ювелир похитил часть золота.

Также популярен миф о том, что сделать свое основное открытие ученому помогла ванна. В процессе купания он якобы немного поднял ногу из воды и понял, что в жидкости ее вес намного меньше. Такой случай был, но благодаря этому он открыл не закон Архимеда, а теорию удельной массы металлов.

Ученый являлся создателем первого в мире планетария. Во время передвижения этого механизма можно наблюдать:

1. Перемещение 5 планет.
2. Восход Солнца.
3. Затмение Луны.
4. Заход Солнца и Луны за горизонт.

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..

Это механизм, состоящий из ряда «сфер», которым удалось подражать движению планет. Пока подробности этого механизма неизвестны.

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..

Роррес и Харрис представили на симпозиуме «Машины и необычные конструкции древности» (2001) миниатюрное изображение этого артефакта под названием «Грозная военная машина: строительство и эксплуатация железной руки Архимеда»

Для реализации этой работы они опирались на аргументы древних историков Полибио, Плутарко и Тито Ливио..

Краткая биография

Архимед, вероятно, провел некоторое время в Египте в начале своей карьеры, но большую часть своей жизни он прожил в Сиракузах, главном греческом городе-государстве на Сицилии, где он был в близких отношениях с его королем. Архимед опубликовал свои работы в форме переписки с выдающимися математиками своего времени, включая александрийских ученых Конона Самосского и Эратосфена Киренского. Он сыграл важную роль в защите Сиракуз от осады римлян в 213 г. до н. э. Когда Сиракузы в конце концов были захвачены римским полководцем Марком Клавдием Марцеллом осенью 212 года или весной 211 года до н. э., Архимед был убит во время разграбления города.

Биография

Древнегреческий физик, математик и инженер Архимед сделал множество геометрических открытий, заложил основы гидростатики и механики, создал изобретения, послужившие отправной точкой для дальнейшего развития науки. Легенды об Архимеде создавались еще при его жизни. Несколько лет ученый провел в Александрии, где он познакомился и сдружился со многими другими великими научными деятелями своего времени.

Биография Архимеда известна из трудов Тита, Цицерона, Полибия, Ливия, Витрувия и других авторов, которые жили позже самого ученого. Оценить степень достоверности этих данных сложно. Известно, что родился Архимед в греческой колонии Сиракузы, расположенной на острове Сицилия. Его отцом, предположительно, стал астроном и математик Фидий. Плутарх также утверждал, что ученый был близким родственником доброго и искусного правителя Сиракуз Гиерона II.

Портрет Архимеда

Вероятно, детские годы Архимед провел в Сиракузах, а в юном возрасте для получения образования направился в Александрию Египетскую. На протяжении нескольких столетий этот город был культурным и научным центром цивилизованного Древнего Мира. Начальное образование ученый, предположительно, получил у отца. Прожив несколько лет в Александрии, Архимед вернулся в Сиракузы и жил там до конца жизни.

«О плавающих телах»

Этот труд (в двух книгах) сохранился лишь частично на греческом языке, остальное — в средневековом латинском переводе с греческого. Это первая известная работа по гидростатике, основателем которой признан Архимед. Он определял положения, которые различные твердые тела будут занимать при плавании в жидкости, в соответствии с их формой и изменением их удельного веса. В первой книге изложены различные общие принципы, в частности то, что стало известно как принцип Архимеда: твердое вещество, более плотное, чем жидкость, при погружении в эту жидкость будет легче на вес вытесняемой ею жидкости. Во второй книге Архимед определяет различные положения устойчивости в соответствии с геометрическими и гидростатическими вариациями.

Эврика и царская корона

Одна из самых знаменитых историй об Архимеде связана с легендой о короне Гиерона II. У Сиракузского царя возникли подозрения, что изготовивший её ювелир присвоил часть драгоценного металла, заменив золото серебром. Чтобы развеять сомнения, правитель обратился к известному геометру Архимеду с просьбой определить чистоту металла в изделии.

В те времена был известен один способ — испытать корону на прочность, что недопустимо было в отношении шедевра ювелирного искусства. Геометрически вычислить объём столь сложной фигуры и исходя из этого рассчитать плотность также было за пределами возможного. Долго и безуспешно учёный думал о способах определить содержание золота в короне, пока на помощь не пришёл случай.

Однажды находясь в ванне и размышляя о задаче, он обратил внимание, что его тело после погружения в воду становится заметно легче. Это навело учёного на мысль, что существует определённая связь между уменьшением веса и массой вытесненной им жидкости

Поражённый простотой своего открытия, он выбежал голым из бани с криком «Эврика!».

Представ перед Гиероном, Архимед попросил слиток золота, равный по весу короне, и кадку с водой для опыта. На рычажных весах оба предмета уравновешивались, но после погружения в воду одна из чаш опустилась. Легенда говорит о том, что эксперимент Архимеда доказал подделку материала, из которого была сделана корона. Открытый им закон гидростатики о связи объёма вытесняемой жидкости с весом погруженного тела назвали его именем.

Рекомендации

Книги

• Борн, Джон (1852). Трактат о гребном винте с различными предложениями по улучшению . Лондон: Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс.
• Герапат, Джон Эску (1839). Железнодорожный журнал и Журнал паровой навигации . VI . Лондон: Джеймс Уайлд.
• Клудас, Арнольд (2000). Рекордсмены Северной Атлантики: лайнеры с голубой лентой 1838–1852 гг . ISBN Brassey’s Inc.   1-57488-328-3 .
• Как это работает: наука и технологии . 10 . Корпорация Маршалла Кавендиша. 2002. с. 1335. ISBN   978-0-7614-7314-5 .
• Паркер, Х. и Боуэн, Фрэнк К. (1928). Почтовые и пассажирские пароходы девятнадцатого века . Лондон, Англия: Marston & Co., стр. 14.
• Шеффер, Джордж К. и Хедж, Эгберт (1840). Американский железнодорожный журнал и журнал механиков . XI . Нью-Йорк: Шеффер и Хедж.
• Смит, Эдгар К. (1905). Краткая история военно-морской техники . Babcock & Wilcox Ltd.

Журналы

Журнал «Механика» и журнал «Машиностроение, сельскохозяйственное машиностроение, производство и судостроение» . Лондон: Робертсон Бруман и компания VI (июль – декабрь 1861 г.). Отсутствует или пусто |title= ( справка )

Юношество

Архимед родился в 287 г. до н.э., в Сиракузах. Родственником будущего учёного был Гиерон, впоследствии ставший правителем Сиракуз Гиероном II. Отец Архимеда Фидий, выдающийся астроном и математик, состоял при дворе. По этой причине мальчик получил приличное образование.

Осознавая, что ему не хватает теоретических знаний, юноша вскоре отправился на обучение в Александрию, где в то время трудились самые светлые умы древности.

Большую часть своего времени Архимед проводил в Александрийской библиотеке. Там он занимался изучением трудов Демокрита и Евдокса. Во время обучения, Архимед сблизился с Эратосфеном и Кононом. Дружба сохранилась на долгие годы.

Личная жизнь

О личной жизни ученого известно значительно меньше, чем о его науке. Еще его современники сочиняли многочисленные легенды об одаренном математике, физике и инженере. Легенда рассказывает, что однажды Гиерон II решил преподнести в подарок Птолемею, царю Египта, многопалубный корабль. Водное судно было решено назвать «Сиракузия», однако его никак не получалось спустить на воду.

В этой ситуации правитель вновь обратился к Архимеду. Из нескольких блоков он соорудил систему, при помощи которой спуск тяжелого судна удалось сделать при помощи одного движения руки. Если верить преданиям, во время этого движения Архимед сказал:

«Дайте мне точку опоры, и я переверну мир».