Archimédova biografie, příspěvky a vynálezy



Archimedes ze Syrakus (287 a.C - 212 a.C) byl matematik, fyzik, vynálezce, inženýr a řecký astronom ze starobylého města Syrakusy na ostrově Sicílie. Jeho nejvýznamnějšími příspěvky jsou princip Archimédova, vývoj metody exhaution, mechanická metoda nebo vytvoření prvního planetária..

V současné době je považován za jednu ze tří důležitějších postav matematiky starověku vedle Euclides a Apolonio, protože jeho příspěvky znamenaly významný vědecký pokrok v oblasti výpočtu, fyziky, geometrie a astronomie. Tím se stává jedním z nejvýraznějších vědců v dějinách lidstva. 

Ačkoliv je známo málo detailů jeho osobního života - a ty, které jsou známy, mají pochybnou spolehlivost - jeho příspěvky jsou známy díky sérii písemných dopisů o jeho dílech a úspěších, které byly zachovány až do současnosti. k korespondenci, kterou on držel po celá léta s přáteli a jinými matematiky té doby.

Archimedes byl slavný v jeho době díky jeho vynálezem, který přitahoval pozornost jeho současníků, částečně protože oni byli používáni jako válečná zařízení úspěšně se vyhnout četným římským invazím..

Říká se však, že jedinou opravdu důležitou věcí byla matematika, a že jeho vynálezy byly pouze produktem zábavy aplikované geometrie. Jeho tvorba v čisté matematice byla mnohem více oceněna než jeho vynálezy.

Index

  • 1 Biografie
    • 1.1 Školení
    • 1.2 Vědecká práce
    • 1.3 Konflikt v Syrakusách
    • 1.4 Smrt
  • 2 Vědecké příspěvky Archimeda
    • 2.1 Zásada Archimeda
    • 2.2 Mechanická metoda
    • 2.3 Vysvětlení práva páky
    • 2.4 Vývoj metody exhaution nebo depleion pro vědeckou demonstraci
    • 2.5 Míra kruhu
    • 2.6 Geometrie koulí a válců
  • 3 Vynálezy
    • 3.1 Počítadlo kilometrů
    • 3.2 První planetárium
    • 3.3 Archimedův šroub
    • 3.4 Dráp z Archimeda
  • 4 Odkazy

Biografie

Archimedes Syracuse byl narozen přibližně v roce 287 př.nl. O jeho raných letech není známo mnoho informací, i když lze říci, že se narodil v Syrakusách, městě považovaném za hlavní přístav ostrova Sicílie, dnes v Itálii..

V té době, Syracuse byl jedno z měst, která tvořila takzvaný Magna Grecia, který byl prostor obývaný osadníky řeckého původu k jižní oblasti poloostrova Itálie a na Sicílii \ t.

O matce Archiméda nejsou žádná známá fakta. Ve vztahu k otci je známo, že se to nazývalo Phidias a že byl věnován astronomii. Tato informace o jeho otci je známa díky fragmentu knihy Počítadlo písku, napsal Archimedes, ve kterém zmiňuje jméno svého otce.

Heraklides, řecký filosof a astronom, byl Archimédovi velmi rád a dokonce o něm napsal životopis. Tento dokument však nebyl zachován, takže všechny informace v něm obsažené nejsou známy.

Na druhé straně historik, filozof a životopisec Plutarco ve své knize nazvané Parallel Lives uvedl, že Archimedes měl krevní vztah s Hierem II..

Školení

Vzhledem k malým informacím, které máme o Archimedu, nevíme jistě, kde získal svůj první výcvik.

Různí historiografové však zjistili, že existuje vysoká možnost, že Archimedes studoval v Alexandrii, která byla nejvýznamnějším řeckým kulturním a vyučovacím centrem v regionu..

Tento předpoklad je podpořen informacemi, které poskytl řecký historik Diodoro Sículo, který uvedl, že Archimedes pravděpodobně studoval v Alexandrii..

Kromě toho se v mnoha jeho dílech sám Archimedes zmiňuje o jiných vědcích doby, jejíž práce byla soustředěna v Alexandrii, takže lze předpokládat, že se ve skutečnosti vyvinul v tomto městě..

Někteří z osobností, se kterými Archimedes je věřil k se ovlivňovali v Alexandrii jsou geograf, matematik a astronom Eratosthenes Cyrene, a matematik a astronom Conon de Sanos.

Rodinná motivace

Na druhou stranu skutečnost, že Archimédův otec byl astronom, mohla mít významný vliv na náklonnosti, které následně ukázal, protože později a od mladého věku se na poli zájmu objevila zvláštní atrakce. vědy.

Po jeho době v Alexandrii, to je odhadoval, že Archimedes se vrátil k Syrakusám.

Vědecká práce

Po návratu do Syrakus, Archimedes začal vymýšlet různé artefakty, které brzy získal mu určitou popularitu mezi obyvateli tohoto města. V tomto období se plně věnoval vědecké práci, produkoval různé vynálezy a odvodil několik matematických pojmů, které velmi pokročily do své doby.

Když se například věnoval studiu charakteristik pevných zakřivených a plochých postav, přišel s koncepty týkajícími se integrálního a diferenciálního počtu, který byl vyvinut později..

Také, Archimedes byl ten kdo definoval to hlasitost sdružená s koulí odpovídá dvojnásobku velikosti válce, který obsahuje to, a byl ten kdo vynalezl kompozitní kladku, založený na jeho objevech o právu páky \ t.

Konflikt v Syrakusách

Během roku 213 př.nl vstoupili římští vojáci do města Syrakusy a obklopovali své osadníky, aby se jim vzdali.

Tato akce byla vedena vojenským a řeckým politikem Marcem Claudiem Marceloem v rámci druhé punské války. Později, to bylo známé jako meč Říma, protože to skončilo dobýt Syracuse.

Uprostřed konfliktu, který trval dva roky, obyvatelé Syracuse bojovali proti Římanům s odvahou a zuřivostí, a Archimedes hrál velmi důležitou roli, vzhledem k tomu, že se věnoval vytváření nástrojů a nástrojů, které pomáhaly porazit Římany..

Marco Claudio Marcelo si nakonec vzal město Syrakusy. Před velkou intelektualitou Archimeda Marcelo nařídil, aby nebyli zraněni nebo zabiti. Nicméně, Archimedes byl zabit v rukou římského vojáka.

Smrt

Archimedes zemřel v roce 212 př.nl. Více než 130 let po jeho smrti, v roce 137 př.nl, spisovatel, politik a filozof Marco Tulio Cicero obsadil pozici v administraci Říma a chtěl najít hrob Archimedes.

Tento úkol nebyl snadný, protože Cicero nemohl najít nikoho, kdo by označil přesné místo. Nakonec to však dostal, velmi blízko ke dveřím Agrigento a v žalostných podmínkách.

Cicero vyčistil hrobku a zjistil, že je napsán koulí uvnitř válce, jako odkaz na objev o objemu, který Archimedes před časem vyrobil..

Verze o jeho smrti

První verze

Jedna z verzí uvádí, že Archimedes byl uprostřed řešení matematického problému, když byl osloven římským vojákem. Říká se, že Archimedes ho mohl nějaký čas požádat, aby problém vyřešil, takže by ho voják zabil.

Druhá verze

Druhá verze je podobná první. Účet, že Archimedes řešil problém matematiky, když došlo k převzetí města.

Římský voják vstoupil do jeho areálu a nařídil mu, aby se setkal s Marceloem, a Archimedes odpověděl, že musí vyřešit problém, na kterém pracoval na prvním místě. Voják se v důsledku této reakce rozčilil a zabil ho.

Třetí verze

Tato hypotéza naznačuje, že Archimedes měl ve svých rukou velkou rozmanitost nástrojů typických pro matematiku. Pak ho viděl voják a on si myslel, že by mohl nosit cenné věci, tak ho zabil.

Čtvrtá verze

Tato verze ilustruje, že Archimedes byl přikrčený u země a uvažoval o plánech, které studoval. Zjevně římský voják přišel zezadu a nevěděl, že je to Archimedes, zastřelil ho.

Vědecké příspěvky Archimeda

Princip Archimeda

Princip Archimedes je moderní vědou považován za jednu z nejdůležitějších dědictví starověku.

Skrz historii, a ústně, to bylo hlásil, že Archimedes přišel k jeho objevu náhodně díky Kingovi Hieronovi pověřený vidět jestliže zlatá koruna, poslaný k výrobě jím, byl dělán jen zlato. čistý a neobsahoval žádný jiný kov. Musel jsem to provést bez zničení koruny.

Říká se, že zatímco Archimedes meditoval, jak tento problém vyřešit, rozhodl se vykoupat, a když vstoupil do vany, uvědomil si, že voda se zvyšuje, když se do ní ponořil..

Tímto způsobem by objevil vědecký princip, že „každé tělo ponořené zcela nebo částečně v tekutině (kapalině nebo plynu) dostává vzestupný tlak, který se rovná hmotnosti tekutiny uvolněné objektem“..

Tento princip znamená, že tekutiny vyvíjejí vzestupnou sílu - tlačící vzhůru - na jakýkoliv předmět, který je do nich ponořen, a že množství této tlačné síly je rovna hmotnosti kapaliny, která je vytlačena ponořeným tělesem, bez ohledu na jeho hmotnost.

Vysvětlení tohoto principu popisuje fenomén flotace a nachází se v jeho Smlouvy o plovoucích tělesech.

Princip Archimedes byl velmi aplikován v posterity pro plovoucí objekty masivního použití takový jako ponorky, lodě, plavčíci a balóny \ t.

Mechanická metoda

Dalším z nejvýznamnějších přínosů Archiméda k vědě bylo zahrnutí čistě mechanické, tj. Technické metody do úvah a argumentace geometrických problémů, což znamenalo bezprecedentní způsob, jak tento typ problémů řešit po určitou dobu..

V souvislosti s Archimedes je to geometrie jako čistě teoretickou vědu a časté bylo to čisté matematiky na dalších věd sestoupil praktické povahy, ve kterých by mohli uplatnit své zásady.

Z tohoto důvodu je dnes považován za předchůdce mechaniky jako vědecké disciplíny.

V psaní ve kterém matematik vystaví novou metodu k jeho příteli Eratosthenes, ukáže, že toto dovolí oslovit záležitosti matematiky přes mechaniku, a že to je poněkud snazší stavět demonstraci geometrického teorému jestliže to je už \ t mít nějaké předchozí praktické znalosti, že pokud nemáte představu o tom.

Tato nová metoda vyšetřování prováděná Archimédem by se stala předchůdcem neformálního stádia objevování a formulace hypotéz moderní vědecké metody..

Vysvětlení práva páky

Zatímco páka je jednoduchý stroj, který byl používán protože hodně dříve než Archimedes, to byl on kdo formuloval princip, který vysvětlí jeho operaci v jeho pojednání Na rovnováze letadel \ t.

Ve formulaci tohoto zákona, Archimedes stanoví principy, které popisují rozdílné chování páky při umístění dvou těl na něj, v závislosti na jeho hmotnosti a vzdálenosti od bodu podpory.

Tímto způsobem poukazuje na to, že dvě tělesa, která mohou být měřena (srovnatelná), umístěná na páce, jsou vyvážena, když jsou ve vzdálenosti nepřímo úměrné jejich hmotnosti..

Stejným způsobem tak činí nezměrná těla (která nelze měřit), ale tento zákon byl prokazatelný Archimédem pouze u těl prvního typu.

Formulace principu páky je dobrým příkladem aplikace mechanické metody, protože, jak je vysvětleno v dopisu Dositeo, bylo zjištěno, nejprve prostřednictvím mechanických způsobů, které realizovaných.

Později je formuloval metodami geometrie (teoretické). Z tohoto experimentování na tělech se také oddělil pojem těžiště.

Vývoj metody exhaution nebo vyčerpání pro vědeckou demonstraci

Odsávání je metoda používaná v geometrii, která se skládá z aproximace geometrických obrazců, jejichž plocha je známa pomocí nápisu a popisu na jiném, jehož plocha je určena k tomu, aby byla známa..

Ačkoli Archimedes nebyl tvůrcem této metody, vyvinul ji mistrovsky, dokázal pomocí ní vypočítat přesnou hodnotu Pi.

Archimedes metodou vyčerpání a vepsané šestiúhelníky omezeny na obvodu o průměru 1 až absurdní snížení rozdílu mezi oblastí šestiúhelníků a obvodem.

Za tímto účelem rozdělil šestiúhelníky a vytvořil polygony až do 16 stran, jak je znázorněno na předchozím obrázku.

Tak se ukázalo, že hodnota pí (poměr mezi délkou kruhu k jeho průměru) je mezi hodnotami 3.14285714 3.14084507 ... a ... .

Archimedes mistrovsky používal metodu exhaución protože ne jen se podařilo přiblížit výpočet hodnoty Pi s okrajem chyby poněkud nízký, a proto žádoucí, ale také, protože Pi je iracionální číslo, přes \ t tato metoda a získané výsledky položily základy, které by klíčily v infinitesimálním výpočetním systému, a později v moderním integrálním počtu.

Míra kruhu

Pro určení plochy kruhu použil Archimedes metodu, která spočívala ve kreslení čtverce, který přesně zapadá do kruhu. 

S vědomím, že plocha náměstí byla součtem jeho stran a že plocha kruhu byla větší, začal pracovat na získávání aproximací. Toto dělal tím, že nahradí čtverec s 6-sided polygon a pak pracovat s komplexnějšími polygony.

Archiméd byl prvním matematikem v historii, který přistoupil k vážnému výpočtu čísla Pi.

Geometrie koulí a válců

Mezi devíti pojednáními sestavujícími práci Archiméda v matematice a fyzice jsou dva svazky o geometrii koulí a válců..

Tato práce se zabývá určením, že povrch jakékoliv koule o poloměru je čtyřikrát větší než její největší kruh, a že objem koule je dvě třetiny plochy válce, ve kterém je napsána.

Vynálezy

Počítadlo kilometrů

Také známý jako kilometry, to byl vynález tohoto slavného muže.

Toto zařízení bylo postaveno na principu kola, které při otáčení aktivuje převody, které umožňují vypočítat ujetou vzdálenost..

Podle stejného principu navrhl Archimedes několik typů odometrů pro vojenské a civilní účely.

První planetárium

na svědectví mnoha klasických spisovatelů jako Cicero, Ovid, Claudian, Marciano Capela, Casiodoro, Sextu Empiricus a Lactancio, dnes na základě atributů mnoho vědců k Archimedes vytvoření první rudimentární planetární.

Je to mechanismus tvořený řadou "sfér", které dokázaly napodobit pohyb planet. Podrobnosti tohoto mechanismu zatím nejsou známy.

Podle Cicera byly planetária postavená Archimédem dvě. V jednom z nich byla zastoupena země a různé souhvězdí poblíž ní.

Ve druhé, s jedinou rotací, slunce, měsíc a planety dělaly jejich vlastní nezávislé pohyby ve vztahu k fixovaným hvězdám stejně jako oni dělali v reálném dni. V druhé, navíc by mohly být pozorovány postupné fáze a zatmění měsíce.

Šroub Archimeda

Šroub Archimedes je zařízení používané k dopravě vody zdola nahoru přes svah, za použití trubky nebo válce.

Podle řeckého historika Diodorus, díky tomuto vynálezu zavlažují úrodnou půdu umístěné podél Nilu ve starověkém Egyptě byla poskytnuta, protože tradiční nástroje vyžadovalo obrovské fyzické úsilí vyčerpány pracovníky.

Použitý válec má uvnitř šroubu stejné délky, který udržuje propojený systém vrtulí nebo žeber, které provádějí rotační pohyb poháněný ručně rotační pákou.

Tímto způsobem se spirály podaří vytlačit jakoukoli látku zdola nahoru a vytvořit tak určitý nekonečný okruh.

Dráp z Archimeda

Drápu Archimedes, nebo železná ruka, jak to je také známo, byl jedním z nejobávanějších válečných zbraní vytvořeného tímto matematik, stává nejdůležitější pro obranu Sicílii od římských invazích.

Podle výzkumu, který provedli profesoři Univerzity Drexela, Chris Rorres (katedra matematiky) a Harry Harris (katedra stavebnictví a architektury), to byla velká páka, která měla hák připevněný k páce pomocí řetězu, který z něj visel.

Přes páku byl hák manipulován tak, že padl na nepřátelskou loď, a cílem bylo zavěsit ho a zvednout ho do takové míry, že když ho uvolní, může být zcela převráceno nebo zasaženo do skal na břehu..

Rorres a Harris představil u Symposium “stroje a mimořádné struktury starověku” (2001), miniaturní reprezentace tohoto artefaktu opravňoval “impozantní válečný stroj: Stavba a operace Archimedes je železná ruka” \ t

Pro realizaci této práce se opírali o argumenty dávných historiků Polibio, Plutarco a Tito Livio..

Odkazy

  1. ASSIS, A. (2008). Archimedes, těžiště, a první právo mechaniky [online]. Přístupné 10. června 2017 na bourabai.ru.
  2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Archimedes [online]. Přístup ke dni 9. června 2015 na webu WorldWide Web: books.google.co.ve/books.
  3. MOLINA, A. (2008). Metoda výzkumu Archimeda Syracuse: intuice, mechanika a exhaution [online]. Přístup dne 10. června 2017 na World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
  4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Archimedes Syracuse [online]. Přístupné 9. června 2017 na adrese history.mcs.st-and.ac.uk.
  5. PARRA, E. (2009). Archimedes: jeho život, díla a příspěvky k moderní matematice [online]. Citováno dne 9. června 2017 na adrese lfunes.uniandes.edu.co.
  6. QUINN, L. (2005). Archimedes Syracuse [online]. Přístup 9. června 2017 na math.ucdenver.edu.
  7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Impozantní válečný stroj: Stavba a provoz Archimédovy železné ruky [online]. Citováno dne 10. června 2017 v cs.drexel.edu.
  8. VITE, L. (2014). Princip Archimeda [online]. Citováno dne 10. června 2017 v repository.uaeh.edu.mx.