Архимед решил непростую задачу изящно: опустил корону в воду и определил объем вытесненной жидкости. Смотрите видео онлайн «Архимед – биография и жизнь древнегреческого учёного и инженера» на канале «ГеоЛидер: лидерство в геометрии» в хорошем качестве и бесплатно, опубликованное 28 декабря 2023 года в 15:08, длительностью 00:09:30, на видеохостинге RUTUBE. Считается, что погиб Архимед в преклонном возрасте (более семидесяти пяти лет) во время осады Сиракуз, однако достоверной версии произошедшего нет. Из их работ узнаем, что Архимед родился в 287 году до новой эры в Сицилии и на 75-м году жизни был убит римским воином при взятии римлянами Сиракуз.
Сказка об учёном Архимеде, который стоил целой армии
Архимед (годы жизни около 288-212 до н. э.) – признанный гений. Спустя две тысячи лет после смерти Архимеда, в эпоху Возрождения и в 1600-х годах, математики снова пересмотрели его труды. Биография и личная жизнь деда Архимеда, жена и интересные факты, новости. В начале 1960-х годов во дворе отеля Panorama в Сиракузах была обнаружена гробница, которая, как утверждали, была гробницей Архимеда. Архимед умер во время осады Сиракуз римлянами в 212 году до нашей эры. Архимед родился и провел значительную часть своей жизни в Сиракузах на острове Сицилия.
50 гениев, которые изменили мир
О жизни Архимеда известно немного. Архимед совершил поездку в Египет и сблизился с александрийскими учёными, в том числе с Кононом и Эратосфеном. Первое издание отдельных трудов Архимеда на русском языке относится к 1823 году. В последний период своей жизни Архимед в основном занимался вычислительно-астрономическими работами.
Биография Архимеда: гений, который родился слишком рано
По свидетельствам биографов математика настолько сильно увлекала Архимеда, что порою, он даже забывал об элементарных потребностях, таких, как еда и сон. Ученый работал практически во всех математических областях, проводя исследования в геометрии, арифметике и алгебре. Ему удалось найти универсальный способ для нахождения площадей и объемов различных фигур на основе открытия Е. Однако больше всего он гордился своими успешными исследованиями по определению поверхности и объема шара, приведенными позднее в труде «О шаре и цилиндре». Ученый даже завещал установить памятник в виде, шара, вписанного в цилиндр, на своей могиле, что и было исполнено впоследствии. В одном из математических трудов «Об измерении круга» Архимед вывел известное отношение длины окружности к диаметру и дал приближенное значение для числа П, которое позже было названо «архимедовым числом». Удивительно, но исследования ученого значительно опередили свое время. Только в 17 - ом веке математики смогли осмыслить и развить идеи гения. Всему миру известны его уникальные механические конструкции. Так, например, рычаг был известен и ранее, но только Архимед смог максимально улучшить его устройство и эффективно осуществлять практическое применение. В морском порту он сконструировал множество механизмов, предназначенных для упрощенного перемещения больших грузов.
Придуманный им «архимедов винт» по сей день используется в Египте для вычерпывания значительных объемов воды. В своем трактате «О равновесии плоских фигур» он на первых страницах приводит научное обоснование закона рычага, а работу «О плавании тел» начинает с доказательства важнейшего закона гидростатики и статики газов, впоследствии получившего его имя. Данные исследования делают его несомненным первопроходцем в сфере теоретической механики.
Эта затея очень не понравилась Дионисию I и Платон был продан в рабство.
Друзья быстро выкупили Платона. Во время своего посещения Сиракуз Платон скупал рукописи для своей библиотеки и, вернувшись в Афины в 387 г. Цари в своих столицах открывали большие библиотеки. Рукописи были дорогие.
Одна рукопись стоила 20, 30 и более мин. Например, Платона выкупили из рабства за 20 мин [9,152—156]. После смерти Дионисия Старшего власть перешла к Дионисию Младшему и Платон вновь отправляется в Сиракузы с целью построить идеальное государство по своему плану. Жизнь и деятельность Архимеда.
Архимед принадлежал к высшим слоям сиракузского общества. Отец с раннего детства обучал сына разнообразным наукам. В III в. В высших кругах общества представлены поэты, трагики, комедиографы, архитекторы, математики, астрономы, механики, кораблестроители, врачи, ораторы, скульпторы, историки, политологи, военные.
Это, конечно, было известно Фидию. Из комплекса факторов, которые непосредственно детерминировали продвижение Архимеда по социальной лестнице в Сиракузах, следует выделить деятельность Гиерона II, т. Гиерон II, обладая широкими полномочиями тирана, сформировал ядро политической и интеллектуальной элиты Сиракуз, в которое включил Архимеда. Он давал Архимеду самые сложные и ответственные задания в сфере инженерной деятельности.
Для научного объяснения феномена Архимеда необходимо понять, почему главой Сиракуз народное собрание избрало Гиерона II, который создает благоприятные условия для научной и инженерной деятельности Архимеда, способствует его возвышению. Впоследствии он никого из граждан не убил, не изгнал, не обидел и стал царем сиракузян только благодаря своим достоинствам, что весьма знаменательно. Этими средствами он не только приобрел власть, но и сохранил ее за собою. В продолжение пятидесятичетырехлетнего царствования Гиерон II обеспечивал мир для родного города, собственную власть оградил от покушений, избежал зависти, которая следует по стопам за всяким превосходством.
Так, всякий раз, когда он хотел сложить с себя власть, его удерживали общие просьбы граждан» [15,263]. Гиерон II продолжил политику, направленную на развитие экономики, науки, искусства. Глава города-государства поддерживает важнейшие виды творчества: научное, техническое, художественное, философское, правовое, политическое. Сиракузы становятся центром кораблестроения и изготовления оружия.
Архимед многие годы прожил в Александрии, где изучал рукописи в библиотеке и общался с выдающимися учеными Эратосфеном, Аристархом Самосским, Кононом и др. Александрия, основанная в 331 г. Общественное признание и славу великого ученого принесло Архимеду блестящее решение задачи о царской короне: «когда Гиерон, достигший царской власти в Сиракузах, решил по обету бессмертным богам поместить в одном из храмов золотой венец, он заказал сделать его за определенную плату и отвесил нужное количество золота подрядчику. В назначенный по договору срок тот доставил царю тонко исполненную работу.
После же того как сделан был донос, что часть золота была утаена и при изготовлении венца в него было примешано такое же количество серебра, Гиерон, негодуя на нанесенное ему оскорбление и не находя способа доказать кражу, обратился к Архимеду с просьбой взять на себя решение этого вопроса» [7,167]. Еще во время посещения Сиракуз Платоном на городских улицах и площадях велись жаркие споры о математике. На земле чертили рисунки и решали геометрические задачи. Решение задачи о короне вызвало ажиотаж и бурные споры, усилился общественный интерес к наукам.
Об Архимеде заговорили по всей Элладе.
Архимед нашел новые эффективные способы подсчета объемов и площадей. Ему удалось усовершенствовать метод исчерпывания Евдокса Книдского, вследствие чего он мастерски применял его на практике.
И хотя еще до Архимеда была сформулирована теория интегрального исчисления, именно его труды легли в основу данной теории. Одновременно с этим, Архимед заложил базу для дифференциальных вычислений. Он смог определить, что объемы конуса и шара, вписанных в цилиндр, и самого цилиндра имеют соотношение — 1:2:3.
До этого еще никому не удавалось вычислить поверхность и объем шара. Интересен факт, что Архимед завещал выбить на собственном надгробии шар, вписанный в цилиндр. Кроме этого, математик смог узнать площадь поверхности для сегмента шара и витка открытой им «спирали Архимеда».
Отдельного внимания заслуживает вычисленное Архимедом отношение длины окружности к диаметру. Чтобы доказать свои предположения, Архимед построил для круга вписанный и описанный 96-угольники, после чего определил длины их сторон. Закон Архимеда Под законом Архимеда подразумевается следующее: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъемная сила, равная массе объема жидкости или газа, вытесненного частью тела, погруженной в жидкость или газ.
Согласно известной легенде, Архимед якобы открыл свой закон, когда выполнял просьбу Гиерона. Правитель хотел узнать, не обманывает ли его работник, выполнявший заказ на изготовление золотой короны. Он понимал, что работник мог присвоить себе часть предоставленного золота, а вместо желтого метала подмешать серебро.
Чтобы решить эту непростую задачу, Архимед отлил 2 равноценных по весу слитка из серебра и золота.
В этом же трактате сформулирована аксиома Архимеда называемая иногда аксиомой Евдокса , играющая важную роль в современной математике. В трактате «О коноидах и сфероидах» Архимед рассматривает шар, эллипсоид, параболоид и гиперболоид вращения и их сегменты и определяет их объемы. В сочинении «О спиралях» исследует свойства кривой, получившей его имя Архимедова спираль и касательной к ней. Основные положения статики сформулированы в сочинении «О равновесии плоских фигур». Архимед рассматривает сложение параллельных сил, определяет понятие центра тяжести для различных фигур, дает вывод закона рычага. Знаменитый закон гидростатики, вошедший в науку с его именем Архимеда закон , сформулирован в трактате «О плавающих телах». Существует предание, что идея этого закона посетила Архимеда, когда он принимал ванну, с возгласом «Эврика! Закон Архимеда: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости.
Закон Архимеда справедлив и для газов. F — выталкивающая сила; P — сила тяжести, действующая на тело. Архимед построил небесную сферу — механический прибор, на котором можно было наблюдать движение планет, Солнца и Луны описан Цицероном, после гибели Архимеда планетарий был вывезен Марцеллом в Рим, где на протяжении нескольких веков вызывал восхищение ; гидравлический орган, упоминаемый Тертуллианом как одно из чудес техники изобретение органа некоторые приписывают александрийскому инженеру Ктесибию. Считается, что еще в юности, во время пребывания в Александрии, Архимед изобрел водоподъемный механизм Архимедов винт , который был применен при осушении залитых Нилом земель. Он построил также прибор для определения видимого углового диаметра Солнца о нем Архимед рассказывает в трактате «Псаммит» и определил значение этого угла. Осипенко Еще об Архимеде: Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь. Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона. Учился Архимед, как и многие другие древнегреческие ученые, в Александрии, где правители Египта Птолемеи собрали лучших греческих ученых и мыслителей, а также основали знаменитую, самую большую в мире библиотеку. После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы и унаследовал должность своего отца.
В теоретическом отношении труд этого великого ученого был ослепляюще многогранным. Основные работы Архимеда касались различных практических приложений математики геометрии , физики, гидростатики и механики. В сочинении «Параболы квадратуры» Архимед обосновал метод расчета площади параболического сегмента, причем сделал это за две тысячи лет до открытия интегрального исчисления. В труде «Об измерении круга» Архимед впервые вычислил число «пи» — отношение длины окружности к диаметру — и доказал, что оно одинаково для любого круга. Мы до сих пор пользуемся придуманной Архимедом системой наименования целых чисел. Математический метод Архимеда, связанный с математическими работами пифагорейцев и с завершившей их работой Эвклида, а также с открытиями современников Архимеда, подводил к познанию материального пространства, окружающего нас, к познанию теоретической формы предметов, находящихся в этом пространстве, формы совершенной, геометрической формы, к которой предметы более или менее приближаются и законы которой необходимо знать, если мы хотим воздействовать на материальный мир. Но Архимед знал также, что предметы имеют не только форму и измерение: они движутся, или могут двигаться, или остаются неподвижными под действием определенных сил, которые двигают предметы вперед или приводят в равновесие. Великий сиракузец изучал эти силы, изобретая новую отрасль математики, в которой материальные тела, приведенные к их геометрической форме, сохраняют в то же время свою тяжесть.
Архимед - величайший древнегреческий математик, физик и инженер
Сведения о жизни Архимеда оставили нам Полибий, Тит Ливий, Цицерон, Плутарх, Витрувий и другие. Архимед (287—212 годы до н. э.) – один из величайших ученых в мире, блестящий представитель своей эпохи, опередивший время: математик, физик, астроном, инженер, изобретатель. Легенды, связанные с жизнью Архимеда Через давность лет история жизни Архимеда тесно переплелась с легендами о нем. Из их работ узнаем, что Архимед родился в 287 году до новой эры в Сицилии и на 75-м году жизни был убит римским воином при взятии римлянами Сиракуз.
Архимед - Archimedes
Разработал предвосхитившие интегральное исчисление методы нахождения площадей, поверхностей и объемов различных фигур и тел. В основополагающих трудах по статике и гидростатике закон Архимеда дал образцы применения математики в естествознании и технике. Автор многих изобретений архимедов винт, определение состава сплавов взвешиванием в воде, системы для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины и др. Получил блестящее образование у своего отца, астронома и математика Фидия , родственника сиракузского тирана Гиерона II , покровительствовавшего Архимеду. В юности провел несколько лет в крупнейшем культурном центре того времени Александрии, где познакомился с Эратосфеном.
Историк С. Лурье считает, что семья Архимеда могла быть среднего достатка. Отец не смог обеспечить сыну разностороннее образование, однако научил его математике. Несколько лет юный Архимед провел в Александрии, а потом вернулся на малую родину. Здесь исследователь жил до самой смерти.
Инженерное дело Архимед оставил после себя огромное количество различных инженерных изобретений. На протяжении жизни исследователь занимался конструированием рычагов. Подробную теорию данной конструкции ученый изложил в своих трудах. Сама конструкция рычага была известна задолго до Архимеда, но именно он усовершенствовал ее несколькими нововведениями. Ученый занимался созданием рычажно-блочных механизмов в порту на малой родине.
Эти сооружения облегчили жизнь простых людей: конструкция позволяла быстро поднимать и перемещать сложные грузы. Интересно, что одно из изобретений Архимеда «архимедов винт» до сих пор широко используется в Египте. Теоретические работы исследователя оказали большое влияние на развитие механики как отдельной науки. В своем исследовании под названием «О равновесии плоских фигур» инженер опирался на собственное доказательство закона рычага. Это доказательство основывается на правиле о том, что равные тела на равных плечах будут уравновешиваться.
Собственные теоретические аксиомы Архимед использовал и при написании труда «О плавании тел». В основу исследования лег хорошо знакомый всем закон Архимеда. Физика и математика Архимед был еще и выдающимся математиком. Эта наука была настоящей страстью исследователя. Плутарх писал, что когда древнегреческий ученый занимался математикой, он забывал про все на свете.
Главной темой исследований Архимеда был математический анализ. Еще до рождения ученого в ходу были формулы для вычисления площадей многоугольников, круга, а также объемов призмы, конуса и пирамиды. Однако Архимед смог усовершенствовать и эти способы вычисления. Он разработал общие методы вычисления площадей и объемов. Он смог усовершенствовать ранее известный способ исчерпывания.
Хотя Архимед и не стал автором теории интегрального исчисления, именно его наработки стали основой для этой теории. Труды ученого послужили основой для создания методики дифференциального исчисления. Как физик исследователь нашел способ определить скорость тела в определенный момент времени, как эксперт в области геометрии — изучал особенности касательной по отношению к кривой линии. Архимед проводил исследования плоской кривой в настоящий момент известна как «архимедова спираль». Ученый смог определить первый общий способ поиска касательных к эллипсу, гиперболе и параболе.
Лишь исследователи 17-го века смогли в полной мере понять и раскрыть все идеи древнегреческого коллеги.
Только в XVII в. Только тогда было раскрыто их подлинное значение. Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для которых служили его поразительные изобретения, производившие ошеломляющее действие на современников. Известен рассказ о том как Архимед сумел определить, сделана ли корона царя Гиерона из чистого золота или ювелир подмешал туда значительное количество серебра. Удельный вес золота был известен, но трудность состояла в том, чтобы точно определить объём короны: ведь она имела неправильную форму! Архимед всё время размышлял над этой задачей. Как-то он принимал ванну, и тут ему пришла в голову блестящая идея: погружая корону в воду, можно определить её объём, измерив, объём вытесненной ею воды. Согласно легенде, Архимед выскочил голый на улицу с криком «Эврика!
В этот момент был открыт основной закон гидростатики. Другая легенда рассказывает, что построенный Гиероном в подарок египетскому царю Птолемею роскошный корабль «Сирокосия» никак не удавалось спустить на воду. Архимед соорудил систему блоков полиспаст , с помощью которой он смог проделать эту работу одним движением руки. Этот случай или размышления Архимеда над принципом рычага послужили поводом для его крылатых слов: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Рисунок из книги немецкого «Великое искусство света и тени» 1647 г. А ведь в это время ему было уже 75 лет! Построенные Архимедом мощные метательные машины забрасывали римские войска тяжёлыми камнями. Думая, что они будут в безопасности у самых стен города, римляне кинулись туда, но в это время лёгкие метательные машины близкого действия забросали их градом ядер. Мощные краны захватывали железными крюками корабли, приподнимали их кверху, а затем бросали вниз, так что корабли переворачивались и тонули.
Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к осаде. Знаменитый историк древности Полибий писал: «Такова чудесная сила одного человека, одного дарования, умело направленного на какое-либо дело… римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузян одного старца». Но даже во время осады Архимед не давал покоя римлянам. По легенде, во время осады римский флот был сожжён защитниками города, которые при помощи зеркал и отполированных до блеска щитов сфокусировали на них солнечные лучи по приказу Архимеда. Этот день 212 года до н. Почти полтысячи маленьких солнц вдруг загорелись на крепостной стене. Сначала они просто ослепили, но через некоторое время произошло нечто фантастическое: передовые римские корабли, подошедшие к Сиракузам, один за другим вдруг начали вспыхивать, как факелы. Бегство римлян было паническим… Вообще говоря, о необычном архимедовом оружии вспомнили мы не ради исторических изысканий. Нас интересуют уникальные свойства вогнутых зеркал.
Да-да, вогнутых зеркал. Ведь Архимедом, по существу, было изобретено «распределенное» вогнутое зеркало. Составленное из множества обычных зеркал, отражения от которых направлены в одну точку, оно способно концентрировать в своем фокусе огромную энергию.
След в истории Ранние годы и молодость Архимед родился в 287 году до н. По неподтвержденной информации отец его, Фидий, был учителем астрономии и математики. Семья, в которой воспитывался Архимед, была бедной. Отец не мог дать сыну достойное образование, которым в то время считались занятия литературой и философией. Он сам его потихоньку обучал тому, что знал. Поэтому и проявилась ранняя тяга Архимеда к математике.
Архимед являлся родственником царя Сиракуз, Гиерона. Благодаря этому будущий ученый смог поехать в главный научный центр Античности — Александрию. Архимед стал общаться с другими учеными Александрийского мусейона. Здесь он часто приходил в знаменитую библиотеку, который содержал более 700 тысяч рукописей. Архимед много читал, знакомился с трудами ученых. Среди них Демокрит, Евдокс, о которых он много упоминал в своих записях. Ученый до конца жизни дружил с астрономом Кононом, ученым Эратосфеном. Две свои работы он даже начал со слов «посвящается Эратосфену». Это известные его труды «Метод механических теорем» и «Задача о быках».
Величайший древнегреческий учёный Архимед
Архимед построил планетарий или «небесную сферу» , который, по-видимому, приводился в движение сжатым воздухом. При движении сферы можно было наблюдать восход Солнца и Луны, фазы и затмения Луны, исчезновение обоих тел за линией горизонта. А ведь в это время ему было уже 75 лет! Мощные краны захватывали железными крюками корабли, поднимали их кверху, а затем бросали вниз, так что корабли переворачивались и тонули. Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к осаде. При этом Архимед был убит. Плутарх сохранил нам яркий рассказ о его смерти: «К Архимеду подошел солдат с мечом в руке, чтобы убить его.
Музей Архимеда В Сиракузах Широкую известность получил рассказ, описанный у Витрувия, о том, как Архимед сумел определить, сделана ли корона царя Гиерона из чистого золота, или ювелир подмешал туда значительное количество серебра. По весу корона соответствовала количеству отпущенного на ее изготовление благородного металла. После доноса о том, что часть золота заменили серебром, царь приказал Архимеду определить истину. Ученый как-то случайно пришел в баню, опустился в ванну и увидел, как из нее вытекает вода.
Согласно легенде, в этот момент его осенила идея, которая легла в основу гидростатики. С криком «Эврика! Архимед попросил сделать два слитка из серебра и золота, равных по весу короне. Затем он наполнил водой до краев некую емкость, в которую последовательно погружал слитки и корону. Вынимая предмет из воды, он доливал в емкость определенное количество жидкости из мерного сосуда. Корона вытеснила больший объем воды, чем равный ей по весу золотой слиток. Таким образом Архимед доказал обман ювелира. Экспонат музея Архимеда в Сиракузах: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю» Согласно другой легенде, приведенной у Плутарха, Архимед написал Гиерону, что сможет сдвинуть любой груз. Также он добавил, что будь в его распоряжении другая земля, на которую можно было бы встать, он сдвинул бы с места и нашу. Для проверки утверждений Архимеда на берег вытащили трехмачтовое грузовое судно, полностью заполнили трюм и посадили на корму команду матросов.
Архимед сел поодаль и начал вытягивать пропущенный через систему блоков полиспаст прикрепленный к кораблю канат. Судно начало двигаться, «так ровно и медленно, словно плыло по морю». Тогда, по легенде, Архимед произнес: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю». Сначала, когда римляне напали на город с двух сторон, жители Сиракуз растерялись, но затем пустили в ход сконструированные Архимедом машины. Они забрасывали римские войска тяжелыми камнями. На вражеские суда стали опускаться укрепленные на стенах брусья. Они либо топили корабли силой своего толчка, либо захватывали их крючьями и поднимали за нос над водой. Затем «когти Архимеда» раскручивали римские галеры и швыряли их об утесы у подножья городской стены. Знаменитый историк древности Полибий писал: «Такова чудесная сила одного человека, одного дарования, умело направленного на какое-либо дело… римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузян одного старца. Но так как этот один был среди сиракузян, они не дерзали нападать на город».
Система зеркал По одной из легенд, впервые описанной у Диодора Сицилийского, когда римский флот, потерпев поражение, отошел на безопасное и недосягаемое для камней катапульт расстояние, Архимед задействовал еще одно из своих изобретений. Он установил большое зеркало, в которое направил лучи из других зеркал поменьше. Отраженный луч смог поджечь и уничтожить римские корабли.
В своем трактате "Арена" Архимед пытается определить количество песчинок, содержащихся во Вселенной.
Эта мысль побуждает его создать способ описания чрезвычайно больших чисел, который приведет к оценке размера Вселенной. Однако самым известным его открытием, несомненно, является принцип Архимеда или тяга трактат "О плавающих телах" , а именно сила, которой подвергается тело, когда оно погружено в жидкость, подверженную действию поля тяжести. Архимеду следует отдать должное различным изобретениям, таким как подъемник, механизм передачи движения, состоящий из двух групп - одна фиксированная, а другая - мобильная, каждая из которых содержит произвольное количество шкивов, а также веревка, соединяющая их. За этим также последуют тяговые машины, доказывающие, что человек вполне способен поднимать грузы, которые намного больше его собственного.
Кроме того, Архимеду приписывают изобретение червячного винта винта Архимеда , предназначенного для поднятия воды, а также крепежного винта или даже гайки. Отметим также принцип зубчатого колеса, который позволил построить планетарный механизм, представляющий известную в то время Вселенную. Говорят, что Архимед также изобрел одометр, устройство для измерения расстояний, которое римляне позже использовали для перемещения своих войск. Идея состояла в том, чтобы измерять расстояния в дни марша, чтобы каждый день продвигаться с одинаковой скоростью и поддерживать эффективность армии.
Легенда, окружающая Архимеда, очевидно, воплощена выражением Эврика!
Архимед первым увидел связь этих задач с проблемами определения касательных и показал, как решать задачи на экстремумы. Физика Закон рычага Теория рычага, изложенная в труде Архимеда «О равновесии плоских фигур» долгое время являлась основой механики. В основе этой теории лежат следующие постулаты : Равные тяжести на равных длинах уравновешиваются, на неравных же длинах не уравновешиваются, но перевешивают тяжести на большей длине; Если при равновесии тяжестей на каких-нибудь длинах к одной из тяжестей будет что-нибудь прибавлено, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, к которой было прибавлено; Точно так же если от одной из тяжестей будет отнято что-нибудь, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, от которой не было отнято [6]. На основании этих постулатов Архимед сформулировал закон рычага следующим образом: « Соизмеримые величины уравновешиваются на длинах, которые будут обратно пропорциональны тяжестям.
Если величины будут несоизмеримы, то они точно так же уравновесятся на длинах, которые обратно пропорциональны этим величинам». В том же труде Архимедом дано определение центра тяжести тела как «некоторая расположенная внутри его [тела] точка — такая, что если за неё мысленно подвесить тело, то оно остаётся в покое и сохраняет первоначальное положение». Также им были описаны принципы расчёта центра тяжести треугольника , параллелограмма , трапеции , сегмента параболы , криволинейной трапеции , боковые стороны которой являются дугами парабол. Изложенные Архимедом принципы работы рычагов и понятие центра тяжести практически в неизменном виде используются и на сегодняшний день. Архимед прославился многими механическими конструкциями.
Рычаг был известен и до него, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её применял на практике. Плутарх сообщает, что Архимед построил в порту Сиракуз немало блочно-рычажных механизмов для облегчения подъёма и транспортировки тяжёлых грузов. В легенде о том, как Архимед движением руки начал двигать корабль, современники видят работу не рычага, а полиспаста или многоступенчатого редуктора , который сумел создать древнегреческий сиракузский учёный. Закон Архимеда Известный закон Архимеда изложен в сочинении «О плавающих телах». Он формулирует основное положение: «Поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму шара , центр которого совпадает с центром Земли ».
Архимед считает Землю шаром и поверхность тяжелой жидкости, находящейся в равновесии в поле тяжести Земли, сферической. Он доказывает, что тела одинакового удельного веса с жидкостью погружаются настолько, что их поверхность совпадает с поверхностью жидкости. Более лёгкое тело погружается настолько, что объём жидкости, соответствующий погружённой части тела, имеет вес, равный весу всего тела. Путем логических рассуждений Архимед приходит к предположениям, содержащим формулировку его закона: «VI. Тела более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела».
Тела более тяжёлые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться, пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объёме, равном объёму погружённого тела». В остальных предложениях первой и второй книги Архимед разбирает условия равновесия тел, плавающих в жидкости, причем тела имеют форму сферического или параболического сегмента [6]. Инженерная деятельность Механизм для подачи воды Как инженер, Архимед проявил себя именно при осаде Сиракуз, хотя изобретать начал еще задолго до этого времени. Метательные машины были известны очень давно, но учёному с помощью соответствующих расчётов удалось добиться различной дальнобойности. К оборонительным машинам ближнего действия относят изобретения, получившие названия « железные лапы » или « сбрасыватели камней ».
Архимед занимался строительным делом. Так, при построении бойниц , он решил задачу об определении давлений на колонны, подпирающих длинную балку или стену. Большую известность получил Винт Архимеда «улитка» — механизм, использующийся для подачи воды из низколежащих водоёмов на поверхность [7].
Архимед: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю»
По сообщению Плутарха, Архимед был родственником царя Сиракуз Гиерона. Поэтому молодой Архимед получил возможность отправиться в один из главных научных центров Античности — Александрию. Современная Александрийская библиотека Ученые, к кругу которых примкнул Архимед, группировались вокруг Александрийского мусейона. Александрийский мусейон или Александрийский музей — религиозный, исследовательский, учебный и культурный центр эллинизма, храм Муз. Основан в начале III века до н. Ученые, принятые в сотрудники мусейона, занимались натурфилософией, математикой, астрономией, географией, медициной, теорией музыки, лингвистикой и другими науками. В состав мусейона входила знаменитая Александрийская библиотека, в которой было собрано более 700 тысяч рукописей историческое здание библиотеки до наших дней не сохранилось. Вероятно, именно здесь Архимед познакомился с трудами Демокрита, Евдокса и других геометров, о которых он упоминал в своих сочинениях.
И именно здесь Архимед познакомился и подружился со знаменитыми учеными: астрономом Кононом, ученым Эратосфеном из Кирены, с которыми потом переписывался до конца их жизни. После смерти Конона Архимед активно продолжал переписываться с его учеником Досифеем, и многие трактаты Архимеда последних лет начинаются словами: «Архимед приветствует Досифея». По окончании обучения Архимед вернулся на Сицилию. Молодой ученый не собирался делать карьеру придворного. Как родственнику сиракузского царя ему были обеспечены соответствующие условия жизни. В отличие от Архимеда, которого интересовала наука как таковая, царь Сиракуз искал возможности ее практического применения. Именно он убедил Архимеда создать механизмы и машины, работа которых завораживала современников и во многом принесла всемирную славу своему создателю.
Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для которых служили его поразительные изобретения. Музей Архимеда В Сиракузах Широкую известность получил рассказ, описанный у Витрувия, о том, как Архимед сумел определить, сделана ли корона царя Гиерона из чистого золота, или ювелир подмешал туда значительное количество серебра. По весу корона соответствовала количеству отпущенного на ее изготовление благородного металла. После доноса о том, что часть золота заменили серебром, царь приказал Архимеду определить истину. Ученый как-то случайно пришел в баню, опустился в ванну и увидел, как из нее вытекает вода. Согласно легенде, в этот момент его осенила идея, которая легла в основу гидростатики. С криком «Эврика!
Архимед попросил сделать два слитка из серебра и золота, равных по весу короне. Затем он наполнил водой до краев некую емкость, в которую последовательно погружал слитки и корону. Вынимая предмет из воды, он доливал в емкость определенное количество жидкости из мерного сосуда. Корона вытеснила больший объем воды, чем равный ей по весу золотой слиток. Таким образом Архимед доказал обман ювелира.
Считается, он будущий исследователь появился на свет в 287 году до нашей эры. Он жил в городе Сиракузы — греческой колонии, расположенной на Сицилии. Биография великого исследователя описывается в трудах Цицерона, Тита, Ливия и остальных авторов, которые жили позже. При этом оценить достоверность такой информации весьма сложно. Считается, что образование Архимед получал в Александрии Египетской. В течение нескольких веков этот город считался научным и культурным центром древней цивилизации. После получения образования будущий ученый возвратился в Сиракузы и прожил там до самой смерти. Изобретения Архимеда За свою жизнь исследователь сделал очень много важных открытий. Каждое из них внесло существенный вклад в развитие науки. Закон Архимеда Архимед прославился своим важным открытием в области физики. Всем известно, что оно называлось законом Архимеда. Согласно открытию ученого, на любое тело, опущенное в жидкость, производит давление выталкивающая сила. Она направляется кверху и по величине равняется весу жидкости, вытесненной при помещении тела в такую среду. При этом плотность жидкости значения не имеет. Существует миф, что сделать важное физическое открытие ученому помогла ванна. Согласно этой легенде, исследователь во время купания немного поднял ногу и обратил внимание, что в воде она весит меньше. В результате его посетило настоящее озарение. Такая ситуация действительно имела место, однако она позволила придумать закон удельного веса металлов, а не закон Архимеда, как считают многие. Архимедов винт В 200 годы до нашей эры главной сферой деятельности людей было сельское хозяйство. При этом фермеры сталкивались с серьезными проблемами орошения. Потому Архимед придумал специальный винт. Конструкция могла приводиться во вращение вручную или посредством ветряной мельницы. Сооружение собирало воду и двигало ее через корпус, пока она не попадала в канавки для орошения полей. Эта конструкция и сейчас применяется в промышленности. Железный коготь Изобретатель известен созданием военных машин для Сиракуз. В частности, он сделал важное устройство под названием Железный коготь. Сооружение ставилось на стены города и позволяло захватывать и топить приближающиеся к ней суда.
Однако от самого труда, да и то в позднем пересказе, уцелела лишь единственная теорема, в которой доказывается, что при отражении света от зеркала угол падения луча равен углу отражения. С «Катоптрикой» связана и легенда о жгущих зеркалах — поджоге Архимедом римских кораблей во время осады Сиракуз. Но в трех сохранившихся описаниях штурма: Полибия II в. Вопрос, что в этой истории вымысел, а что является отражением действительных событий, и по сей день вызывает бурные дискуссии современных ученых. Некоторые исследователи не исключают возможности, что гению Архимеда были по силе изобретение и постройка гелиоконцентратора, так как сама идея расчленения вогнутого зеркала на множество плоских элементов, связанная с заменой кривой вписанными и описанными многоугольниками, часто применялась им в геометрических доказательствах. В последний период своей жизни Архимед в основном занимался вычислительно-астрономическими работами. Римский писатель Тит Ливий назвал ученого «единственным в своем роде наблюдателем неба и звезд». И хотя астрономические сочинения Архимеда до нас также не дошли, можно не сомневаться, что эта характеристика неслучайна. О его занятиях астрономией свидетельствуют и рассказы о построенной им астрономической сфере, захваченной Марцеллом как военный трофей, и сочинение «Псаммит», в котором Архимед подсчитывает число песчинок во Вселенной. Сама постановка задачи представляет большой исторический интерес: точное естествознание впервые приступило к подсчетам космического масштаба, пользуясь еще не совершенной системой чисел. В сочинении Архимеда впервые в истории науки сопоставляются две системы мира: геоцентрическая и гелиоцентрическая. Ученый указывал, что «большинство астрономов называют миром шар, заключающийся между центрами Солнца и Земли». Таким образом, он принимал мир хотя и очень большим, но конечным, что позволило ему довести свой расчет до конца. Видевшие «небесный глобус» Архимеда — своеобразный планетарий, который был одним из замечательных произведений античной механики, — отзывались о нем с восхищением. Сам ученый, вероятно, высоко ценил это свое детище, так как написал о его устройстве специальную книгу, о которой упоминают его современники. Римский христианский писатель Лактанций так говорил о знаменитой архимедовской «сфере»: «Я вас спрашиваю, ведь мог же сицилиец Архимед воспроизвести облик и подобие мира в выпуклой округлости меди, где он так разместил и поставил Солнце и Луну, что они как будто совершали каждодневные неравные движения и воспроизводили небесные вращения; он мог не только показать восход и заход Солнца, рост и убывание Луны, но сделать так, чтобы при вращении этой сферической поверхности можно было видеть различные течения планет…» Основой механического звездного глобуса Архимеда служил обычный глобус, на поверхность которого были нанесены звезды, фигуры созвездий, небесный экватор и эклиптика — линия пересечения плоскости земной орбиты с небесной сферой. Вдоль эклиптики располагались 12 зодиакальных созвездий, через которые движется Солнце, проходя одно созвездие в месяц. Не выходили за пределы зодиака и другие «блуждающие» небесные тела — Луна и планеты. Глобус закреплялся на оси, направленной на полюс мира Полярную звезду , и погружался до половины в кольцо, изображающее горизонт. Созвездия были показаны на нем зеркально, и для того, чтобы представить себе, как они выглядят на небе, надо было мысленно перенестись в центр шара. Звездный глобус использовали как подвижную карту звездного неба. В данном случае Архимед предстает перед нами и как астроном-наблюдатель, и как теоретик, и как конструктор астрономических приборов. Архимед не был замкнутым человеком. Он стремился сделать свои достижения общеизвестными и полезными обществу. И благодаря его любви к эффектным демонстрациям люди считали его работу нужной, правители предоставляли ему средства для опытов, а сам он всегда имел заинтересованных в деле и толковых помощников. Тем своим согражданам, которые сочли бы его изобретения ничтожными, Архимед предоставлял решительные доказательства противного. Так, в один из дней он, хитроумно приладив рычаг, винт и лебедку, к удивлению зевак, «силой одного человека» спустил на воду тяжелую галеру, севшую на мель, со всем ее экипажем и грузом. Цицерон, великий оратор древности, говорил об Архимеде: «Этот сицилиец обладал гением, которого, казалось бы, человеческая природа не может достигнуть». Великий ученый, страстно увлеченный механикой, создал и проверил теорию пяти механизмов, известных в его время и именуемых «простыми», — это рычаг, клин, блок, бесконечный винт теперь используемый в мясорубке и лебедка. На основе бесконечного винта Архимед изобрел машину для поливки полей, так называемую «улитку», машину для откачки воды из трюмов и шахт и, наконец, пришел к изобретению болта, сконструировав его из винта и гайки. Многие древние историки, ученые и писатели рассказывают еще об одном удивительном «открытии» Архимеда, которое заставило его радостно воскликнуть: «Дай мне место, где бы я мог стоять, и я подниму Землю! Сходный по содержанию текст имеется у Плутарха: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Ни в одном из рассказов это «открытие» не названо, но в настоящее время в нем усматривают не обыкновенный рычаг, а механизм, близкий к лебедке, состоявший из барабана для наматывания каната, нескольких зубчатых передач и червячной пары. Новым здесь был сам принцип построения многоступенчатой передачи. Архимед был одержим наукой и изобретательством. Сконструированные им аппараты и машины воспринимались современниками как чудеса техники. Создавалось впечатление, что он не спал и не ел, а уделял все время лишь творческому поиску.
Ещё Евдокс установил, что красивая гипотеза Пифагора о равномерном движении всех планет по окружностям не верна. Тот же Евдокс предложил сложную, но удачную поправку к гипотезе Пифагора: планеты равномерно движутся по окружностям, которые катятся по другим окружностям - и так далее, сколько надо раз. Такую модель сложно проверить расчётами, не владея позиционной записью чисел: Евдокс не довёл это дело до конца. Чтобы избежать слишком сложных расчётов, Архимед решил построить механическую модель Солнечной системы из катящихся друг по другу шестерён. По сути, это был первый в истории аналоговый не цифровой! С её помощью Архимед измерял отклонения истинного движения планет среди звёзд от их движений, рассчитанных по системе Евдокса. Довести эту работу до конца Архимед не успел: в 212 году до и. Уцелевшие рукописи Архимеда и его механико-астрономический компьютер были доставлены в Рим. Но там не нашлось специалистов, способных понять и использовать открытия великого сицилийца: Астролябия долго стояла на Форуме, как диковинная игрушка для любопытных прохожих…». Смирнов С. Несомненно, он путешествовал в Египет и надолго останавливался в прекрасной Александрии. В остальном - никакой уверенности, хотя исторические сочинения греческих и римских авторов пестрят анекдотами из его жизни. Эти анекдоты, так или иначе связанные с его научными достижениями, образуют второй источник наших знаний об Архимеде, питающий легенду. По сообщению философа Прокла V век н. Это было сказано по случаю спуска на воду трёхмачтового гиганта, корабля «Сиракузия» более пятидесяти метров длиной, что по тем временам очень много , постройкой которого Архимед руководил. Прокл в латинском комментарии к «Началам» Евклида поясняет, что Архимед тогда организовал в порту настоящий спектакль. На глазах у изумлённой публики он посуху тащил нагруженный под завязку корабль со всей командой на борту, пользуясь системой блоков. Тем самым он решительно опроверг категорическое утверждение великого Аристотеля, что сила, не достигающая определённого предела, не может совершать полезную работу; в качестве доказательства Аристотель указывал на невозможность одному человеку сдвинуть с места корабль, который обычно тянет бригада матросов. Теперь же будет ли кто сомневаться, что ребёнок сдвинет с места паровоз, если воспользуется подходящей системой шестерёнок? На ошибочный опыт, подкрепленный авторитетом крупного мыслителя предыдущего века, Архимед ответил грандиозной наглядной демонстрацией, натянув нос здравому смыслу. Первый анекдот содержит и первый урок: вопреки очевидности, Архимед не безумец. Он может покорять природу при помощи науки.
Презентация на тему: " Архимед"
- Как был открыт закон Архимеда и происхождение знаменитой "Эврика!"
- Дед Архимед – в рубрике «ФедералПресс» «Жизнь замечательных людей»
- Изобретения Архимеда
- Величайший древнегреческий учёный Архимед - Архимед, ученый, интересные люди, Древняя Греция
- Архимед - величайший древнегреческий математик, физик и инженер
- Архимед Биография, вклады и изобретения
Архимед, краткая биография
- Изобретения Архимеда
- Научная деятельность Архимеда
- Кто такой Архимед
- Архимед - Archimedes
- Электронное научное издание
- Основные достижения Архимеда