Archimedova biografia, príspevky a vynálezy

Archimedes zo Syrakúz (287 a.C - 212 aC) bol matematik, fyzik, vynálezca, inžinier a grécky astronóm zo starobylého mesta Syrakúzy na ostrove Sicília. Jeho najvýznamnejšími príspevkami sú princíp Archimédova, vývoj metódy exhaution, mechanická metóda alebo vytvorenie prvého planetária.

V súčasnej dobe je to považované za jednu z troch dôležitejších postáv matematiky staroveku vedľa Euclides a Apolonio, pretože jej príspevky znamenali dôležité vedecké pokroky v oblasti výpočtu, fyziky, geometrie a astronómie. To ho robí jedným z najvýznamnejších vedcov v dejinách ľudstva. 

Hoci je známych málo detailov o jeho osobnom živote - a tie, ktoré sú známe, majú pochybnú spoľahlivosť - jeho príspevky sú známe vďaka sérii písomných listov o jeho dielach a úspechoch, ktoré sa zachovali až do súčasnosti. na korešpondenciu, ktorú držal celé roky s priateľmi a inými matematikmi tej doby.

Archimedes bol slávny vo svojej dobe vďaka jeho vynálezom, ktoré priťahovali pozornosť jeho súčasníkov, čiastočne preto, že boli použité ako vojnové zariadenia, aby sa úspešne vyhli mnohým rímskym inváziám..

Hovorí sa však, že jedinou skutočne dôležitou vecou bola matematika, a že jeho vynálezy boli iba produktom zábavy aplikovanej geometrie. Jeho tvorba v čistej matematike bola oveľa viac oceňovaná ako jeho vynálezy.

index

• 1 Životopis
  • 1.1 Školenie
  • 1.2 Vedecká práca
  • 1.3 Konflikt v Syrakúzach
  • 1.4 Smrť
• 2 Vedecké príspevky Archimeda
  • 2.1 Princíp Archimedes
  • 2.2 Mechanická metóda
  • 2.3 Vysvetlenie práva páky
  • 2.4 Vývoj metódy exhaution alebo depletion pre vedeckú demonštráciu
  • 2.5 Miera kruhu
  • 2.6 Geometria guľôčok a valcov
• 3 Vynálezy
  • 3.1 Počítadlo kilometrov
  • 3.2 Prvé planetárium
  • 3.3 Archimedova skrutka
  • 3.4 Pazúr z Archimeda
• 4 Odkazy

životopis

Archimedes zo Syrakúz sa narodil približne v roku 287 pred Kristom. Nie je známe veľa informácií o jeho raných rokoch, hoci sa dá povedať, že sa narodil v Syrakúzach, v meste, ktoré je považované za hlavný prístav ostrova Sicílie, dnes v Taliansku..

V tom čase bolo Syrakúzy jedným z miest, ktoré tvorili takzvanú Magnu Grecia, čo bol priestor obývaný osadníkmi gréckeho pôvodu v južnej časti polostrova Talianska a na Sicílii..

O matke Archiméda nie sú známe žiadne skutočnosti. Vo vzťahu k otcovi je známe, že sa to nazýva Phidias a že sa venuje astronómii. Táto informácia o jeho otcovi je známa vďaka fragmentu knihy Počítadlo piesku, napísal Archimedes, v ktorom spomína meno svojho otca.

Heraklides, ktorý bol grécky filozof a astronóm, bol veľmi rád Archimedes a dokonca napísal životopis o ňom. Tento dokument však nebol zachovaný, takže všetky informácie v ňom uvedené nie sú známe.

Na druhej strane, historik, filozof a životopisec Plutarco vo svojej knihe s názvom Paralelné životy uviedol, že Archimedes mal krvný vzťah s Hierom II., Tyranom, ktorý mal na starosti v Syrakúzach od roku 265 pred Kristom..

výcvik

Ako výsledok málo informácií, ktoré máme o Archimedes, nevieme určite, kde získal svoj prvý tréning.

Rôzni historiografi však zistili, že existuje vysoká možnosť, že Archimedes študoval v Alexandrii, ktorá bola najvýznamnejším gréckym kultúrnym a vyučovacím centrom v regióne..

Tento predpoklad je podporený informáciami, ktoré ponúkol grécky historik Diodoro Sículo, ktorý uviedol, že Archimedes pravdepodobne študoval v Alexandrii..

Okrem toho, v mnohých jeho prácach Archimedes sám uvádza zmienku o iných vedcov v čase, ktorého práca bola sústredená v Alexandrii, takže sa dá predpokladať, že sa skutočne vyvinul v tomto meste..

Niektorí z osobností, s ktorými Archimedes verí, že v Alexandrii pôsobili, sú geograf, matematik a astronóm Eratosthenes z Cyrene a matematik a astronóm Conon de Sanos.

Rodinná motivácia

Na druhej strane skutočnosť, že Archimédov otec bol astronómom, mohla mať výrazný vplyv na náklonnosti, ktoré neskôr ukázal, pretože neskôr a od mladého veku bola v oblasti špeciálnych lákadiel zvláštna atrakcia. veda.

Po jeho čase v Alexandrii sa odhaduje, že Archimedes sa vrátil do Syrakúz.

Vedecká práca

Po návrate do Syrakúzy, Archimedes začal vymýšľať rôzne artefakty, ktoré mu čoskoro získali určitú popularitu medzi obyvateľmi tohto mesta. V tomto období sa plne venoval vedeckej práci, vytvoril rôzne vynálezy a odvodil niekoľko matematických pojmov, ktoré veľmi pokročili do svojej doby.

Napríklad, keď sa venoval štúdiu charakteristík pevných zakrivených a plochých útvarov, prišiel s koncepciami týkajúcimi sa integrálneho a diferenciálneho počtu, ktorý bol vyvinutý neskôr..

Archimedes bol tiež ten, kto definoval, že objem spojený s guľou zodpovedá dvojnásobku veľkosti valca, ktorý ho obsahuje, a ten, kto vynašiel kompozitnú kladku, na základe svojich objavov o zákone páky.

Konflikt v Syrakúzach

Počas roku 213 pnl. Vstúpili rímski vojaci do mesta Syrakúzy a obkľúčili svojich osadníkov, aby sa vzdali..

Táto akcia bola vedená vojenským a gréckym politikom Marcom Claudio Marcelo v rámci Druhej punskej vojny. Neskôr to bolo známe ako Rímsky meč, pretože skončilo dobytie Syrakúz.

Uprostred konfliktu, ktorý trval dva roky, obyvatelia Syrakúzy bojovali proti Rimanom s odvahou a zúrivosťou a Archimedes zohral veľmi dôležitú úlohu, pretože sa venoval tvorbe nástrojov a nástrojov, ktoré pomáhali poraziť Rimanov..

Nakoniec sa Marco Claudio Marcelo zmocnil mesta Syrakúzy. Pred veľkou inteligenciou Archimeda Marcelo nariadil, aby neboli zranení alebo zabití. Archimedes bol však zabitý v rukách rímskeho vojaka.

úmrtie

Archimedes zomrel v roku 212 pnl. Viac ako 130 rokov po jeho smrti, v roku 137 pnl, spisovateľ, politik a filozof Marco Tulio Cicero obsadil pozíciu v správe Ríma a chcel nájsť hrobku Archimeda.

Táto úloha nebola ľahká, pretože Cicero nenašiel nikoho, kto by označil presné miesto. Nakoniec to však dostal, veľmi blízko k dverám Agrigento a v poľutovaniahodných podmienkach.

Cicero vyčistil hrobku a zistil, že bola napísaná guľou vo valci, ako odkaz na objav o objeme, ktorý Archimedes pred časom vyrobil..

Verzie o jeho smrti

Prvá verzia

Jedna z verzií uvádza, že Archimedes bol uprostred riešenia matematického problému, keď ho oslovil rímsky vojak. Hovorí sa, že Archimedes ho mohol nejakú dobu požiadať, aby problém vyriešil, takže vojak by ho zabil.

Druhá verzia

Druhá verzia je podobná prvej. Údaj, že Archimedes riešil problém matematiky, keď nastalo prevzatie mesta.

Rímsky vojak vstúpil do jeho areálu a nariadil mu, aby sa stretol s Marcelo, a Archimedes odpovedal, že musel vyriešiť problém, na ktorom pracoval na prvom mieste. Vojak sa v dôsledku tejto reakcie rozrušil a zabil.

Tretia verzia

Táto hypotéza naznačuje, že Archimedes mal vo svojich rukách veľkú rozmanitosť nástrojov typických pre matematiku. Potom ho videl vojak a on si myslel, že by mohol mať cenné veci, tak ho zabil.

Štvrtá verzia

Táto verzia ilustruje, že Archimedes bol prikrčený pri zemi a uvažoval o plánoch, ktoré študoval. Zrejme prišiel zozadu rímsky vojak a nevedel, že je to Archimedes, zastrelil ho.

Vedecké príspevky Archimeda

Princíp Archimedes

Princíp Archimedes je modernou vedou považovaný za jeden z najdôležitejších odkazov staroveku.

Počas histórie a ústne, to bolo hlásil, že Archimedes prišiel k jeho objavu náhodne vďaka kráľ Hieron poverený, aby zistili, či zlatá koruna, poslaný na výrobu ním, bol vyrobený len zlato čistý a neobsahoval žiadny iný kov. Musel som to urobiť bez toho, aby som zničil korunu.

Hovorí sa, že kým Archimedes meditoval, ako tento problém vyriešiť, rozhodol sa kúpať a keď vošiel do vane, uvedomil si, že voda sa zvyšuje, keď sa do nej ponorí..

Týmto spôsobom by objavil vedecký princíp, že „každé telo ponorené úplne alebo čiastočne v tekutine (kvapaline alebo plyne) dostáva vzostupný ťah, ktorý sa rovná hmotnosti tekutiny uvoľnenej objektom“..

Tento princíp znamená, že tekutiny vyvíjajú vzostupnú silu - tlačiac sa smerom nahor - na akýkoľvek predmet, ktorý je v nich ponorený, a že množstvo tejto tlačnej sily je rovné hmotnosti kvapaliny, ktorá je vytlačená ponoreným telesom, bez ohľadu na jeho hmotnosť..

Vysvetlenie tohto princípu opisuje fenomén flotácie a nachádza sa v jeho Zmluvy o plávajúcich telách.

Princíp Archimédova sa vo veľkej miere uplatnil v planéte pre plávanie objektov masívneho použitia, ako sú ponorky, lode, plavčíci a balóny..

Mechanická metóda

Ďalším z najdôležitejších príspevkov Archimedes k vede bolo zahrnutie čisto mechanickej, tj technickej metódy do úvah a argumentácie geometrických problémov, čo znamenalo nebývalý spôsob, ako tento typ problémov vyriešiť..

V kontexte Archiméda bola geometria považovaná za výhradne teoretickú vedu a spoločnou vecou bolo, že čistá matematika bola zostúpená k iným praktickým vedám, v ktorých bolo možné aplikovať jej princípy..

Z tohto dôvodu je dnes považovaný za predchodcu mechaniky ako vednej disciplíny.

V písaní, v ktorom matematik vystavuje novú metódu svojmu priateľovi Eratosthenes, naznačuje, že to umožňuje riešiť otázky matematiky prostredníctvom mechaniky, a že je to o niečo ľahšie vybudovať demonštráciu geometrickej vety, ak už je majú nejaké predchádzajúce praktické vedomosti, že ak nemáte o tom žiadnu predstavu.

Táto nová metóda vyšetrovania, ktorú vykonal Archimedes, by sa stala predchodcom neformálneho štádia objavovania a formulácie hypotéz modernej vedeckej metódy..

Vysvetlenie práva páky

Kým páka je jednoduchý stroj, ktorý sa používal oveľa skôr ako Archimedes, bol to on, kto formuloval princíp, ktorý vysvetľuje jeho činnosť v jeho pojednávaní o rovnováhe lietadiel..

Vo formulácii tohto zákona, Archimedes stanovuje princípy, ktoré opisujú odlišné správanie páky pri umiestnení dvoch tiel na ňu, v závislosti od jej hmotnosti a vzdialenosti od bodu podpory.

Týmto spôsobom poukazuje na to, že dve telá, ktoré je možné merať (merateľné), umiestnené na páke, sú vyvážené, keď sú na vzdialenostiach nepriamo úmerných ich hmotnosti..

Tak isto to robia nezmerateľné telá (ktoré sa nedajú odmerať), ale tento zákon bol preukázateľný Archimédom len s tými orgánmi prvého typu..

Jeho formulácia princípu páky je dobrým príkladom použitia mechanickej metódy, pretože podľa nej vysvetľuje v liste smerujúcom na Dositeo, tento bol objavený v prvom momente metódami mechaniky, ktorá bola uvedená do praxe..

Neskôr ich formuloval metódami geometrie (teoretickými). Z tohto experimentovania na telách sa oddelil aj pojem ťažisko.

Vývoj metódy exhaution alebo vyčerpania vedeckej demonštrácie

Odsávanie je metóda používaná v geometrii, ktorá pozostáva z aproximácie geometrických obrazcov, ktorých plocha je známa, pomocou nápisu a opisu, na inej, ktorej oblasť je určená na to, aby bola známa..

Hoci Archimedes nebol tvorcom tejto metódy, vyvinul ju majstrovsky, dokázal pomocou nej vypočítať presnú hodnotu Pi.

Archimedes pomocou metódy exhaution, napísané a ohraničené šesťuholníky na obvode priemeru 1, zmenšujúce na absurdnosť rozdiel medzi plochou šesťuholníkov a plochou obvodu.

Na tento účel rozdelil šesťuholníky, ktoré vytvorili polygóny až do 16 strán, ako je znázornené na predchádzajúcom obrázku.

Týmto spôsobom prišiel spresniť, že hodnota pi (vzťahu medzi dĺžkou kruhu a jeho priemerom) je medzi hodnotami 3.14084507 ... a 3.14285714 ... .

Archimedes majstrovsky používal metódu exhaución, pretože sa nielen podarilo priblížiť výpočet hodnoty Pi s rozpätím chyby dosť nízke, a preto žiaduce, ale aj preto, že Pi je iracionálne číslo, cez táto metóda a získané výsledky položili základy, ktoré by mohli klíčiť v infinitesimálnom výpočtovom systéme, a neskôr v modernom integrálnom počte.

Miera kruhu

Na určenie plochy kruhu použil Archimedes metódu, ktorá spočívala v nakreslení štvorca, ktorý presne zapadol do kruhu. 

S vedomím, že plocha námestia bola súčtom jeho strán a že plocha kruhu bola väčšia, začal pracovať na získavaní aproximácií. To urobil tým, že nahradil štvorec 6-stranným polygónom a potom pracoval s komplexnejšími polygónmi.

Archimedes bol prvým matematikom v histórii, ktorý pristupoval k vážnemu výpočtu čísla Pi.

Geometria guľôčok a valcov

Medzi deviatimi dokumentmi o práci Archiméda v matematike a fyzike sú dva zväzky o geometrii guľôčok a valcov..

Táto práca sa zaoberá určením, že povrch akejkoľvek gule s polomerom je štyrikrát väčší ako jej najväčší kruh a že objem gule je dve tretiny plochy gule, do ktorej je napísaný.

Inventos

Počítadlo kilometrov

Tiež známy ako kilometre, to bol vynález tohto slávneho muža.

Toto zariadenie bolo postavené na princípe kolesa, ktoré pri otáčaní aktivuje ozubené kolesá, ktoré umožňujú vypočítať prejdenú vzdialenosť..

Podľa toho istého princípu, Archimedes navrhol niekoľko typov odometrov pre vojenské a civilné účely.

Prvé planetárium

Na základe svedectva mnohých klasických spisovateľov, ako sú Cicero, Ovid, Claudian, Marciano Capela, Casiodoro, Sexto Empirico a Lactantius, mnohí vedci teraz pripisujú Archimédovi vytvorenie prvého základného planetária.

Je to mechanizmus tvorený radom "sfér", ktoré dokázali napodobniť pohyb planét. Doteraz nie sú známe podrobnosti tohto mechanizmu.

Podľa Cicera boli planetáriá postavené Archimédom dve. V jednej z nich bola zastúpená krajina a rôzne súhvezdia v jej blízkosti.

V druhej, s jedinou rotáciou, slnko, mesiac a planéty robili svoje vlastné nezávislé pohyby vo vzťahu k pevným hviezdam rovnakým spôsobom ako v reálnom dni. V druhej, okrem toho, mohli byť pozorované postupné fázy a zatmenia Mesiaca.

Skrutka Archimeda

Archimédova skrutka je zariadenie používané na prepravu vody zdola nahor cez svah pomocou trubice alebo valca.

Podľa gréckeho historika Diodora, vďaka tomuto vynálezu bolo uľahčené zavlažovanie úrodných území pozdĺž rieky Nílu v starovekom Egypte, pretože tradičné nástroje vyžadovali obrovské fyzické úsilie, ktoré vyčerpalo pracovníkov..

Použitý valec má vo vnútri skrutky rovnakej dĺžky, ktorá udržiava prepojený systém vrtúľ alebo rebier, ktoré vykonávajú rotačný pohyb poháňaný ručne rotujúcou pákou.

Týmto spôsobom sa špirály podarí vytlačiť akúkoľvek látku zdola nahor a vytvoriť tak určitý nekonečný okruh.

Pazúr Archimedes

Pazúr Archimédov, alebo železná ruka, ako je tiež známa, bol jedným z najohavnejších zbraní vojny vytvorených týmto matematikom a stal sa najdôležitejším pre sicílsku obranu rímskych invázií..

Podľa výskumu, ktorý uskutočnili profesori Univerzity Drexela Chris Rorres (Katedra matematiky) a Harry Harris (Katedra stavebného inžinierstva a architektúry), to bola veľká páka, ktorá mala háčik pripevnený k páke pomocou reťaze, ktorý z nej visel.

Cez páku bol hák manipulovaný tak, že padol na nepriateľskú loď a cieľom bolo zavesiť ho a pozdvihnúť ho do takej miery, že pri jeho uvoľnení ho možno úplne prevrátiť, alebo naraziť na skaly na brehu..

Rorres a Harris prezentovali na sympóziu "Stroje a výnimočné štruktúry staroveku" (2001), miniatúrne zastúpenie tohto artefaktu s názvom "Impozantný vojnový stroj: Výstavba a prevádzka Archimedovej železnej ruky"

Na realizáciu tejto práce sa spoliehali na argumenty dávnych historikov Polibio, Plutarco a Tito Livio..

referencie

1. ASSIS, A. (2008). Archimedes, ťažisko a prvý zákon mechaniky [online]. Prístup 10. júna 2017 na bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Archimedes [online]. Prístup na webovú stránku World Wide: 9. júna 2015: books.google.co.ve/books.
3. MOLINA, A. (2008). Výskumná metóda Archimeda zo Syrakúz: intuícia, mechanika a exhaution [online]. Prístup k 10. júna 2017 na World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Archimedes of Syracuse [online]. Prístup k 9. júnu 2017 na adrese history.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Archimedes: jeho život, diela a príspevky k modernej matematike [online]. Získané 9. júna 2017 na adrese lfunes.uniandes.edu.co.
6. QUINN, L. (2005). Archimedes of Syracuse [online]. Prístup 9. júna 2017 na math.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Impozantný vojnový stroj: výstavba a prevádzka železnej ruky Archimédovej železnice [online]. Získané dňa 10. júna 2017 na adrese cs.drexel.edu.
8. VITE, L. (2014). Princíp Archimedes [online]. Zdroj: 10. jún 2017 v repository.uaeh.edu.mx.