Arquímedes es la encarnación perfecta de un hombre adelantado a su tiempo. Incluso entre los compañeros que practicaban la filosofía y las artes, así como la democracia establecida, Arquímedes de Siracusa los superó a todos.,Un verdadero erudito, Arquímedes fue activo en los campos de la astronomía, la geometría, la lógica, la física y las matemáticas, y fue reconocido como el mejor ingeniero e inventor de su tiempo. Como parte de su gran legado, muchos de sus inventos y descubrimientos de hace más de 2.000 años todavía están en uso hoy en día.

tornillo de Arquímedes

este ingenioso dispositivo fue inventado por Arquímedes para ayudar a los agricultores pobres a regar sus cultivos. El dispositivo consiste en un mecanismo de tornillo dentro de una carcasa hueca., Cuando el tornillo se gira, ya sea por molino de viento o trabajo manual, el extremo inferior del tornillo recoge agua, luego la mueve a través de la carcasa contra la gravedad hasta que escapa a través del último hilo para llegar a los canales de riego.

hoy en día, el mismo principio se utiliza en la maquinaria moderna para el drenaje y el riego, y también en algunos tipos de herramientas de alta velocidad., También se puede aplicar para el manejo de materiales ligeros y sueltos, como granos, arena y cenizas. Por supuesto, estos se ven más impresionantes. Desde 1980, Texas City, TX, USA USA ocho 12 pies.- tornillos de Arquímedes de diámetro para gestionar la escorrentía de la tormenta. Cada tornillo es alimentado por un motor diesel de 750 hp y puede bombear hasta 125,000 galones por minuto. El SS Archimedes fue un barco que lleva el nombre del gran inventor, que fue el primer barco de vapor en venir con una hélice de tornillo.

espejos ardientes

a lo largo de su carrera como inventor, Arquímedes con frecuencia sería comisionado por los gobernantes de Siracusa para inventar máquinas de guerra para proteger su ciudad justa., Tal es el caso de sus «espejos ardientes», un sistema de grandes espejos colocados en las paredes de la ciudad que concentraban la energía solar para quemar cualquier barco lo suficientemente tonto como para navegar contra Siracusa. La historia es extremadamente controvertida, e incluso hasta el día de hoy historiadores e ingenieros debaten si esto es un hecho o un mito.

el primer relato del antiguo rayo de la muerte de Arquímedes fue escrito en el siglo XII por Zonares y Tzetzes que citaban una obra anterior, pero ahora perdida, llamada El Asedio de Siracusa.,

Cuando Marcellus había colocado los barcos a proa, el viejo construyó una especie de espejo hexagonal. Colocó a distancias adecuadas del espejo otros espejos más pequeños del mismo tipo, que se movían por medio de sus bisagras y ciertas placas de metal. Lo colocó entre los rayos del sol al mediodía, tanto en verano como en invierno. Los rayos reflejados por esto, un fuego de fuego espantoso se encendió en los barcos, y los redujo a cenizas, desde la distancia de un tiro de proa. Así el viejo desconcertó a Marcelo, por medio de sus inventos.,

viejo astuto, de hecho, pero ¿realmente sucedió? La capacidad de los espejos para concentrar el sol y obtener altas temperaturas no es un mito, como cualquier niño que usó una lupa para quemar restos puede atestiguar. Este año, Marruecos abrió la planta de energía solar concentrada (CSP) más grande del mundo que generará suficiente electricidad para alimentar los hogares de un millón de personas., Las plantas CSP suelen utilizar espejos parabólicos de 12 m de altura que reflejan la luz solar en tuberías que contienen un fluido de transferencia de calor (HTF), típicamente aceite térmico. Esto aumenta la temperatura del fluido a casi 400°C. El HTF se utiliza para calentar vapor en un generador de turbina estándar. Algunos CSP calientan la torre objetivo a temperaturas superiores a 1.000 grados Fahrenheit (537 grados Celsius), por lo que es fácil imaginar cómo Arquímedes pudo haber tirado algo similar para quemar naves enemigas.,

la verdadera pregunta no es si es posible per se, sino si Arquímedes realmente hizo un sistema de espejo ardiente utilizando las herramientas y recursos a su disposición hace dos mil años.

aparentemente, en 1973 Un científico griego, el Dr. Ioannis Sakkas, sintió curiosidad sobre si Arquímedes realmente podría haber utilizado un «vidrio ardiente» para destruir la flota romana, por lo que estableció un experimento con 60 marineros griegos cada uno usando un espejo plano oblongo de 3′ por 5′ para enfocar la luz en un bote de remos de madera a 160 pies de distancia., El barco fue incendiado bastante rápido, aunque vale la pena mencionar que el barco estaba recubierto de pintura de alquitrán, que es altamente inflamable. La pintura de alquitrán se usaba con frecuencia para recubrir barcos en la época de Arquímedes.Sin embargo, más recientemente, cuando los cazadores de mitos hicieron su propia recreación, las cosas no fueron tan bien. En 2010, 500 espejos planos controlados por 500 estudiantes voluntarios de secundaria y secundaria se centraron en la vela de un barco, que debería haber ardido a 500°F. Después de una hora, no se pudo alcanzar más de 230°F, por lo que el equipo clasificó esto como «inconcluso»., Jamie Hyneman, que estaba estacionado en el barco simulado durante la duración del experimento, dijo que apenas podía ver, sin embargo. Sugiere que los espejos ardientes de Arquímedes podrían haber sido reales, pero tal vez se usaron más para deslumbrar a los enemigos que para quemar barcos.

la corona de oro y » Eureka!»

según el arquitecto romano Vitruvio, el rey de Siracusa Hiero II encargó una corona de oro en forma de corona de laurel para ser colocada en un templo. El propio rey pesó el oro y le dio al orfebre el material para convertirlo en una obra de arte., En el día señalado, el orfebre presentó su obra maestra – una corona de oro en forma de corona de laurel, exactamente como el rey ordenó. Cuando se pesó, tenía exactamente la misma masa que se midió anteriormente. El rey estaba complacido, pero solo unos días antes de la ceremonia del templo, escuchó rumores de que el orfebre lo había engañado y le había dado una corona no de oro puro, sino de oro que tenía plata mezclada con ella.,

Hiero creía que solo había un hombre en Siracusa capaz de descubrir la verdad y resolver su problema: su primo, Arquímedes, un joven de 22 años que ya se distinguió en la ciudad por su trabajo en Matemáticas, Física e ingeniería.

Cuando se enfrentó al desafío, Arquímedes ideó un experimento científico inteligente para llegar al fondo de las cosas, pero no hasta después de ponderar a fondo la situación.

La leyenda cuenta que Arquímedes estaba pensando en la corona de oro mientras se bañaba en los baños públicos un día., Cuando comenzó a entrar en una bañera fría para su baño final, notó que el agua comenzaba a gotear por los lados. A medida que continuaba bajando su cuerpo en la bañera, aún más agua corría por los lados de la bañera. En este instante, reconoció la solución al problema de Hiero, saltó de la bañera de inmediato y corrió todo el camino a casa sin recordar ponerse la ropa, mientras gritaba: «¡Eureka, Eureka!’– que en griego significa » lo he encontrado! Lo he encontrado!»

Por desgracia, el » Eureka!,»la historia en sí es probablemente una invención, pero Arquímedes es genuinamente acreditado como el PRIMERO en declarar las leyes de la flotabilidad.

sabía que si la corona era de oro puro, su volumen sería el mismo que el del terrón de oro (que se había asegurado de que pesara lo mismo que la corona), independientemente de la forma, y desplazaría la misma cantidad de agua que el oro., Si el orfebre hubiera hecho trampa y reemplazado parte del oro con plata, entonces el volumen de oro y plata sería mayor, y por lo tanto la corona desplazaría más agua. Según Vitruvio, Arquímedes usó este método y descubrió que el orfebre había hecho trampa.

Los escépticos no estaban convencidos, sin embargo. Ya en 1586, Galileo escribió un breve tratado llamado la Bilancetta, o el pequeño equilibrio, en el que argumentó que este método no podía ser trabajo porque las diferencias en los volúmenes de oro y plata son demasiado pequeñas., En cambio, sugirió que Arquímedes usó una técnica similar, pero más astuta. En resumen, Arquímedes probablemente suspendió la corona de oro en un extremo de una escala, y un trozo de oro de igual masa en el otro extremo.

la escala se habría sumergido en agua, con ambos contenidos todavía en los extremos de la escala. Dado que un cuerpo sumergido en agua es boyado por una fuerza igual al peso del agua desplazada por el cuerpo, el cuerpo más denso, que tiene un volumen menor para el mismo peso, se hundiría más bajo en el agua que el menos denso., Si la corona fuera de oro puro, las escamas continuarían equilibrándose incluso bajo el agua.

la garra de hierro

continuamos con otra máquina de guerra diseñada por Arquímedes: la llamada garra de hierro. Fiel a su nombre, este dispositivo mecánico fue instalado en las paredes de la antigua ciudad de Siracusa. El diseño exacto se ha perdido en el tiempo, pero sabemos que su propósito era derribar barcos romanos ansiosos., Una vez que la garra se sujetaba a la parte inferior de un barco, se tiraba hacia arriba y luego se liberaba desde la distancia. En 2005, los productores de las superarmas del mundo antiguo de Discovery Channel desafiaron a los ingenieros a replicar este dispositivo Arcano con la condición de que usaran solo técnicas y materiales conocidos que estaban disponibles en el siglo III A.C. Dentro de siete días, fueron capaces de probar su creación, y tuvieron éxito en volcar sobre un modelo de un barco Romano para hacer que se hundiera.,

El Odómetro

El mismo Vitruvio que representó Arquímedes «¡Eureka!»moment también informó que Arquímedes» montó una rueda grande de circunferencia conocida en un marco pequeño, de la misma manera que la rueda está montada en una carretilla; cuando fue empujada a lo largo del suelo con la mano, dejó caer automáticamente un guijarro en un contenedor en cada revolución, dando una medida de la distancia recorrida. Fue, en efecto, el primer odómetro», según la enciclopedia Britannia., Se dice que este mecanismo fue inventado por Arquímedes durante la Primera Guerra Púnica. Parece haber sido usada hasta la época del Emperador Commodus (192A.D.) y luego se perdió en Europa hasta mediados del siglo xv.

el sistema de poleas de bloque y aparejo

«dame un lugar donde pararme y puedo mover la tierra», dijo Arquímedes una vez hablando del poder de la palanca., Si bien no inventó la palanca, dio una explicación del principio involucrado en su trabajo sobre el equilibrio de planos.

El conocido rey Hierón fue muy impresionado por esta declaración y pidió a Arquímedes para demostrarlo., La ocasión parecía muy apropiada porque Syracuse en ese momento estaba mordiendo más de lo que podía masticar. La ciudad construyó un magnífico barco de 55 metros de largo llamado Siracusia repleto de una suntuosa decoración de maderas exóticas y mármol, junto con Torres, estatuas, un gimnasio, una biblioteca e incluso un templo. Ah, y la nave fue diseñada por Arquímedes. Según Plutarco, Arquímedes logró sacar a Siracusa del puerto usando un intrincado sistema de poleas, aunque su relato parece un poco demasiado poético.,

» había declarado que dada la fuerza, cualquier Peso dado podría ser movido, e incluso se jactó, se nos dice, confiando en la fuerza de la demostración, que si hubiera otra tierra, entrando en ella podría eliminar esto.,struck sorprendido por esto, y rogándole que solucionara este problema con un experimento real, y mostrara un gran peso movido por un pequeño motor, se fijó en consecuencia en un barco de carga del arsenal del rey, que no podía sacarse del muelle sin gran trabajo y muchos hombres; y, cargándola con muchos pasajeros y una carga completa, sentado el tiempo lejos, sin gran esfuerzo, pero solo sosteniendo la cabeza de la polea en su mano y dibujando las cuerdas por grados, dibujó el barco en una línea recta, tan suave y uniformemente como si hubiera sido en el mar.,»

«Arquímedes eligió para su demostración un mercante de tres mástiles de la flota real, que había sido arrastrada a la orilla con un inmenso trabajo por una gran banda de hombres, y procedió a cargar el barco con su carga habitual y embarcó un gran número de pasajeros., Luego se sentó a cierta distancia y sin usar ninguna fuerza notable, sino simplemente ejerciendo tracción con su mano a través de un complejo sistema de poleas, arrastró la vasija hacia él con un movimiento tan suave y uniforme como si se deslizara por el agua., «Plutarch.,

Geometría de esferas y cilindros

Según Plutarco, el griego famoso biógrafo, Arquímedes había una baja opinión de los artilugios mecánicos que él inventó y que fue reconocido en todo el mundo antiguo. En su lugar, disfrutó de sus exploraciones teóricas de las matemáticas y la física. Arquímedes es acreditado por nueve tratados existentes, entre los cuales está el de dos volúmenes sobre la esfera y el cilindro., En este fantástico trabajo, Arquímedes determinó que el área de superficie de cualquier esfera de radio r es cuatro veces la de su círculo más grande ( en notación moderna, S = 4nr2) y que el volumen de una esfera es dos tercios el del cilindro en el que está inscrita (V = 4/3nr3). Arquímedes estaba tan orgulloso de este logro que dejó instrucciones para que su tumba fuera inscrita con «una esfera inscrita en un cilindro.»Marcus Tullius Cicero (106-43 AC) found the tomb, overgrown with vegetation, a century and a half after Archimedes’ death.,

la medición del círculo

La determinación del área de un círculo se consideró una vez un gran desafío matemático. Arquímedes encontró una manera de aproximar con un método llamado «cuadrar el círculo». Primero creó un cuadrado inscrito dentro del círculo (inscrito significa que encaja exactamente dentro, con sus vértices tocando el borde del círculo)., Ya que él sabía que el área del cuadrado es (el producto de dos lados), estaba claro que el área del círculo es más grande que el área de ese cuadrado inscrito. Luego ajustó un polígono con seis lados en lugar de cuatro dentro del círculo y calculó su área;gradualmente trabajó su camino hacia arriba con polígonos más complejos para acercarse aún más al área verdadera del círculo.

finalmente, Arquímedes se hizo muy bueno en esto y descubrió π (pi) — La relación entre la circunferencia y el diámetro de un círculo., Sus cálculos usando un asombroso polígono de 96 lados para sugerir que pi se encuentra «entre los límites de 3 y 10/71 y 3 y 1/7». En otras palabras, calculó una estimación que era igual a pi a dos dígitos (3.14). Hasta el advenimiento del cálculo y la computación de series infinitas 1.500 años después, no se agregaron muchos dígitos a los encontrados por Arquímedes.Un gran avance se hizo en 1655 cuando el matemático inglés derivó una fórmula para pi como el producto de una serie infinita de relaciones.