아르키메데스의 유산:발명과 발견
아르키메데스는 완벽한의 실시예는 사람이 앞서 자신의 시간입니다. 철학과 예술뿐만 아니라 확립 된 민주주의를 실천 한 동료들 사이에서도 시러큐스의 아르키메데스는 그들 모두를 능가했습니다.,진정한 능,아르키메데스 활동 분야에서의 천문학,기하학,논리,물리학,수학,그리고 최고로 인정 받았 엔지니어와 발명자의 자신의 시간입니다. 그의 웅대 한 유산의 일부로서,2,000 년 전의 그의 발명품과 발견 중 많은 부분이 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.
아르키메데스의 나사
이 재능이 고안된 장치에 의해 발명되었 아르키메데스 데 도움이 가난한 농부는 관개시겠습니까? 이 장치는 중공 케이싱 내부의 나사 메커니즘으로 구성됩니다., 을 때는 나사로 회전,풍차에 의해 하나 또는 수동 노동,하단의 나사 삽 물,그 움직임을 통해 그것의 케이스에 대한 중력 때까지 그것을 탈출을 통해 지난 스레드에 도달하는 관개.
Today,동일한 원리에 사용된 현대적인 기계장치를 위한 배수장치 및 관개,또한 일부 유형에서의 고속 도구입니다., 그것은 또한 곡물 모래 및 재와 같은 가볍고,느슨한 물자 취급을 위해 적용될 수 있습니다. 물론 이것들은 더 인상적입니다. 1980 년부터 미국 텍사스 주 텍사스 시티는 8 개의 12 피트를 사용합니다.-직경의 아르키메데스 나사는 폭풍우 유출을 관리합니다. 각 나사는 750 마력의 디젤 엔진으로 구동되며 분당 최대 125,000 갤런을 펌핑 할 수 있습니다. SS 아르키메데스 배가되었다라 후에 위대한 발명가는 첫 번째 증기선 오로 추진기.
연소 거울
자신의 경력을 통해 발명가로,아르키메데스의 것 자주 의뢰에 의해 통치자들의 시러큐스를 발명하는 전쟁을 컴퓨터의 공정한 도시입니다., 이러한 경우 자신의”불타는 거울”시스템의 큰 거치 벽에는 도시의 집중된 태양 에너지를 연소하기 위해 모든 선박은 어리석은 항해에 대하여 시러큐스. 는 이야기입니다 매우 논란,심지어 이 일에 역사학자 및 엔지니어들은 모두에 대한 논쟁이 이것은 사실이나 신화.
최초의 계정의 아르키메데스의 고대의 죽음의 레이 작성되었에 의해 12 세기에 Zonares 및 Tzetzes 들을 인용하는 이전에,하지만 지금은 잃어버린 작품이라고의 포위 공격을 시러큐스.,
경우 마르첼로 배치했던 배 활을 쏘고,오래 된 사람이 구형 거울입니다. 그 위치에 적절한 거리에서 거울 다른 작은 거의 동일한 종류었으로 이동해 그들의 경첩과 특정판의 금속입니다. 그는 여름과 겨울에 정오에 태양 광선 속에 그것을 두었습니다. 광선이 반영되어 있는 이것에 의하여,무서 불 점화 흥분에 선박,그리고 그것을 감소 재,거리에서의 활 shot. 따라서 노인은 그의 발명품을 통해 마르셀 루스를 당황하게했다.,
교묘 한 노인,실제로,하지만 실제로 일어 났습니까? 는 능력의 거울이 집중하는 태양을 얻는 높은 온도에 아무 신화,으로 어떤 아이가 사용하는 돋보기를 구울 스크랩을 증명할 수 있다. 올해,모로코,열대 concentrated solar power(CSP)식물에서 세계를 생성하기에 충분한 전기 전원의 주택 중 하나입니다., CSP 식물은 전형적으로 열전달 액체(HTF),전형적으로 열 기름을 포함하는 pipework 에 햇빛을 반영하는 12m 높은 비유적인 거울을 사용합니다. 그러면 HTF 가 표준 터빈 발전기에서 증기를 가열하는 데 사용됩니다. 일부 Csp 열을 대상 타워 온도를 초과 1,000degrees Fahrenheit(537 도 섭씨),그래서 그것은 쉽게 상상하는 방법 아르키메데스의 수도 뽑아 비슷한 화상 적이다.,
진짜 문제는지 여부 가능한 per se,하지만 여부 아르키메데스의 실제로 만든 연소 거울 시스템을 사용하여 도구 및 리소스를 자신의 처분에 두 천 년 전입니다.
분명히,1973 년에 그리스 과학자,박사 중 한 곳에서 한 잔의 술 Sakkas 되었는지 여부에 대한 궁금 아르키메데스의 수 있는 사용”굽기”유리를 파괴하는 로마의 함대를,그래서 그는 실험을 포함한 60 그리스의 선원들은 각 사용하여 직사각형 3 에 의해’5’평면 거울에 빛을 초점을 맞추는 나무로 되는 이용 시 별도의 요금이 부과될 수 160 피트니다., 보트는 매우 가연성이있는 타르 페인트로 코팅 된 것을 언급 할 가치가 있지만 상당히 빨리 불에 탔습니다. 타르 페인트는 아르키메데스 시대에 선박을 다시 입히기 위해 자주 사용되었습니다.그러나 최근에는 호기심 해결사가 자신의 재연을 만들었을 때 상황이 순조롭게 진행되지 않았습니다. 2010 년에,500 평면 거울에 의해 통제 500 자원 봉사자 중,고등학교 학생들에 초점을 맞추고 배을 가지고 있어야 하는 연소에서 500°F 한 후에는 시간보다 더 230°F 에 도달 할 수 있도록,팀 분류되 이어’결정적인’., 실험 기간 동안 모의 보트에 주둔 한 Jamie Hyneman 은 그러나 간신히 볼 수 있다고 말했습니다. 그가 제시하는 아르키메데스의 연소 거울을 수도 있었을 실시 하지만,아마도 사용되었다 더 눈부신보다 적을 불타는 보트.
골드 크라운과”유레카!”
로마 건축가 Vitruvius 에 따르면 Syracusan king Hiero II 는 월계관 모양의 금 왕관을 사원에 배치하도록 의뢰했습니다. 왕 자신은 금의 무게를 측정하고 금세공에게 그것을 예술 작품으로 바꿀 재료를 주었다., 임명 된 날에,금세 공인은 왕이 명령 한대로 정확하게 월계관 모양의 금 왕관 인 그의 걸작을 선물했습니다. 무게가 나갔을 때 이전에 측정 한 것과 정확히 같은 질량을 가졌습니다. 왕이 기쁘게,하지만 일하기 전에 성전 의식,그는 소문을 듣고 금세기만했던 그에게 주어진 그에게 크라운지의 순금,하지만 골드는 실버 혼합니다.,
히 믿고 거기에 단 한 사람이 시라쿠사에 할 수 있의 진실을 발견하고의 문제를 해결하기—자신의 사촌,아르키메데스,젊은 사람의 22 이미 자신을 구별시회에는 도시에 자신의 작품에 대한 수학,물리학 및 엔지니어링입니다.
도전 과제에 직면,아르키메데스의 고안한 영리한 과학 실험을 얻는 아래의 일이지만,이후까지 철저하게 숙고 상황이다.
전설에 따르면 아르키메데스는 어느 날 공중 목욕탕에서 목욕하면서 황금 왕관을 생각하고 있었다., 그는 입력하기 시작했다는 차가운 욕조에 대한 그의 최종영,그는이 발견 물을 시작했 떨어지는 옆에 있습니다. 계속 몸을 욕조 안으로 내리자 욕조 옆구리에 물도 더 많이 흘렀다. 에서 이 순간,그가 인식하는 솔루션 히의 문제를 뛰어의 욕조,한 번에 실행 모든 방법으로 가지 않고 기억하여 그의 옷에,모든 외치는 동안,’유레카,유레카!’-그리스어로’나는 그것을 발견했다! 나는 그것을 발견했다!’
아아,”유레카!,”이야기 자체는 제작 일 가능성이 있지만 아르키메데스는 진정으로 부력의 법칙을 진술 한 최초의 것으로 인정 받고 있습니다.
아르키메데스의 원칙
그가 알고 있는 경우 크라운 순수한 골드,볼륨을 것 같은 그의 덩어리 골드(그가 만든 확실한 무게가 같은 크라운)모양에 관계 없이,그리고 그것은 대체로 동일한 양의 물로 골드입니다., 는 경우 골드 스미스에 실제로 사기와 대체되는 일부의 실버와 골드,볼륨의 금 더 클 것이고,이에 따라 크라운 것이 대체상 물. Vitruvius 에 따르면 아르키메데스는이 방법을 사용하여 금세 공인이 실제로 속임수를 쓴 것을 발견했습니다.그러나 회의론자들은 확신하지 못했습니다. 까지 1586,갈릴레오 갈릴레이 쓴 짧은 논문이라고 라 Bilancetta 또는 약간의 균형있는 그는 이 방법이 될 수 없었기 때문에 작업의 차이에 금 볼륨이 너무 작습니다., 대신,그는 아르키메데스가 비슷하지만 더 교묘 한 기술을 사용했다고 제안했다. 즉,아르키메데스의 아마 중단된 골드 크라운의 한쪽 끝에서 확장,그리고 금 덩어리의 동등한 대량 수 있습니다.
스케일은 두 내용물이 여전히 스케일의 끝 부분에있는 상태에서 물속에 잠겼을 것입니다. 기 때문에 신체에 몰두하고 물은 용해 힘과 같중량의 물에 의해 몸체 밀도를 가지고 몸을 작은 볼륨에 대한 동량,침몰에서 낮은 물보다 적은 밀도 하나입니다., 크라운이 순금이라면 비늘은 물 속에서도 계속 균형을 이룰 것입니다.
The Iron Claw
우리는 우리로 계속 그러나 또 다른 전쟁 기계 설계에 의해 아르키메데스:그라는 철저입니다. 그 이름에 충실한이 기계 장치는 시러큐스의 오래된 도시 벽에 설치되었습니다. 정확한 디자인은 제 시간에 잃어 버렸지 만,우리는 그 목적이 열망하는 로마 선박을 무너 뜨리는 것이 었음을 알고 있습니다., 일단 발톱이 배의 하복부에 고정되면,그것은 상향 방식으로 잡아 당긴 다음 거리에서 풀려날 것입니다. 2005 년에 생산자의 디스커버리 채널의 슈퍼 무 고대 세계의 도전 엔지니어들이 이를 복제하기 위해 비전 장치에는 조건은 그들만 사용하는 기법과 재료에 사용할 수 있는 것으로 알려진 제 3 세기에서 BC. 일곱 일 이내에,그들을 테스트 할 수 있 자신의 생성,그리고 그들은 성공했에서 팁 모델의 로마 발송하게 그것이다.,
행
동일한 알렉산더 큰을 차지하는 아르키메데스의”유레카!”그 순간에도 보고는 아르키메데스”를 장착형 휠의 알려진 경계선에서 작은 프레임에서 많은 동일한 방식으로 바퀴가 장착된 외바퀴 손수레;되었을 때 밀어에 따라 지상에 의해 손으로 그것이 자동으로 삭제됩니다 자갈로 컨테이너에서 각각의 혁명,주의 측정 거리를 여행했다. 브리타니아 백과 사전에 따르면 사실상 첫 번째 주행 거리계였습니다., 이 메커니즘은 첫 번째 푸닉 전쟁 동안 아르키메데스에 의해 발명되었다고합니다. 코모두스 황제 시대(192A.D.)까지 사용 된 것으로 보이며 15 세기 중반까지 유럽에서 길을 잃었습니다.
블록고 해결 폴리 시스템
“나에게는 곳 스탠드,그리고 이동할 수 있습니다,지구”아르키메데스의 한 번 말했듯이 말하의 힘의 레버입니다., 그는 레버를 발명하지 않았지만 비행기의 평형에 대한 그의 작업과 관련된 원리에 대한 설명을했다.
아르키메데스의 법칙’레버
동등한 무게에서 동일한 거리에서 평형과 동등한 무게에서 부동 거리는지 평형에서 그러나 경사로 중량이 큰 거리입니다.
경우,경우에게 특정 거리에 있 평형,무언가를 추가 중 하나의 무게,그들은 균형을 하지만 경사로는 무게는 추가되었다.,
마찬가지로,아무것도 가져서 하나의 무게,그들은 아이에 평형이 그쪽으로 기울어 무게는 아무것도 없어지지 않았다.
동일하고 유사한 평면 수치가 서로 적용될 경우 일치 할 때 무게 중심이 비슷하게 일치합니다.
익숙한 왕 Hieron 매우 감동했으로 이 문을 묻는 아르키메데스는 그것을 증명합니다., 당시 시러큐스가 씹을 수있는 것보다 더 많이 물고 있었기 때문에 그 행사는 매우 적합 해 보였습니다. 지어진 도시 멋진 55 미터 길이를 배 Syracusia 포장 화려한 장식의 이국적인 숲과 대리석과 함께 타워,동상,체육관,도서관,심지어 사원도 있습니다. 아,그리고 배는 아르키메데스에 의해 설계되었습니다. 에 따라 플루타르크,아르키메데스의 관리를 설정하는 시러큐스의 항구를 사용하여 복잡한 시스템의 풀리지만,자신의 계정 비트는 것도 시적이다.,
“진술했다는 주력,주어진 무게로 이동할 수 있고,심지어는 자랑,우리들에게 말해주고 있는 것은 신뢰의 힘에 데모를 보는 경우가 있었다는 또 다른 지구에 의하여,그것으로 그는 제거할 수 있다.,iero 맞는 놀라과이고,간 그에게 좋은 이 문제는 실제 실험하고,몇 가지 훌륭한 무게로 이동해서 작은 엔진,그 수정에 따라시 우주선의 부담이 왕의 무기고,수 없는 그 밖의 독없이 좋은 노동 그리고 많은 남자,그리고,로드 그녀와 많은 승객 및 전체화물,앉아 자신 동안 멀리 떨어져 함께 더 큰 노력, 하지만 머리를 들고의 폴리에서 그의 손을 그리기 코드에 의해 도,그린 배에서 직선,원활하고 공평하게 만약 그녀가 있었습니다.,”
“아르키메데스의 선택을 위해 자신의 데모는 세 지 상선의 왕대되었다 hauledashore 으로는 엄청난 노동으로 큰 명의 남자,그리고 그는 진행하는 선박이와 그녀의 평화물 및 착수의 큰 숫자의 승객., 그 후 그는 신에서 일부는 거리를 사용한 경우와 사용하지 않는 눈에 띄는 힘,그러나 단순하게 발휘 견인의 손을 통해 복잡한 시스템의 폴리,그는 용기로 그와 같이 부드럽고도 운동이었 행글라이딩을 통해 물.,”플루타르크입니다.,
기하학의 분야 및 실린더
에 따라 플루타르크,유명한 그리스어 단어,아르키메데스 저의 의견는 기계적인 기구는 그 발명과하는 그는 인정 전체에서 고대 세계입니다. 대신,그는 수학과 물리학에 대한 이론적 탐구에 누그러 뜨 렸습니다. 아르키메데스는 구와 실린더에 두 볼륨입니다 그 중 아홉 현존하는 논문에 대한 적립됩니다., 에서 환상적인 작동,아르키메데스의 결정된 표면이 지역의 모든 영역의 반경이 r 은 네 번는 그것의 가장 큰 원(에 현대적인 표기법,S=4nr2)고는 볼륨의 영역은 두 분의 것 실린더에서는 새겨져(V=4/3nr3). 아르키메데스는이 성취에 대해 너무 자랑스러워하여 무덤에”실린더에 새겨 져있는 구체”로 새겨 져야 할 지침을 남겼습니다.”Marcus Tullius Cicero(기원전 106-43 년)는 아르키메데스가 죽은 지 1 세기 반 만에 초목으로 자란 무덤을 발견했습니다.,
측정의 원형
을 결정하는 원의 영역으로 생각되었던 위대한 수학적 도전입니다. 아르키메데스는”원을 제곱”이라는 방법으로 근사하는 방법을 발견했습니다. 그가 처음 만들어진 광장이 새겨져 내부의 원(새겨진 것을 의미는 그것을 정확하게 내부에 꼭 맞는,그것의 정점을 가지의 가장자리 원)., 이후 그는 사각형의 면적이(의 제품은 두 가지 측면),그것은 분명했다는 지역의 원은 더 큰 것보다는 지역의 새겨진 광장이다. 그는 다음을 장착한 다각형으로 여섯면 대신 네 내에서 원하고 계산된 해당 지역;그는 점차적으로 일을 자신의 방법이 더 복잡한 다각형을 얻어 가까운 원의 진정한 영역입니다.
결국,아르키메데스어 정말 좋은 이것을 발견 π(파이)—의 비율 원주를 직경의습니다., 놀라운 96 면 다각형을 사용하여 그의 계산은 파이가”3 과 10/71 과 3 과 1/7 의 한계 사이”에 놓여 있다고 제안합니다. 즉,그는 pi 와 동일한 추정치를 두 자리(3.14)로 계산했습니다. 1,500 년 후 미적분과 컴퓨팅 무한 시리즈가 출현 할 때까지 아르키메데스가 발견 한 숫자에 많은 숫자가 추가되지 않았습니다.중요한 돌파구는 1655 년에 영국 수학자가 비율의 무한한 시리즈의 제품으로 pi 를 위한 공식을 파생할 때 했다.피>