Archimedes är den perfekta utföringsformen av en man före sin tid. Även bland jämnåriga som praktiserade filosofi och konst samt etablerade demokrati, Archimedes of Syracuse överskred dem alla.,En sann polymath, Archimedes var aktiv inom områdena astronomi, geometri, logik, fysik och matematik, och erkändes som den bästa ingenjören och uppfinnaren av sin tid. Som en del av hans stora arv är många av hans uppfinningar och upptäckter från över 2000 år sedan fortfarande i bruk idag.

Archimedes skruv

denna genialt konstruerade enhet uppfanns av Archimedes för att hjälpa fattiga jordbrukare att bevattna sina grödor. Enheten består av en skruvmekanism inuti ett ihåligt hölje., När skruven roteras, antingen genom väderkvarn eller manuellt arbete, flyttar den nedre änden av skruven skopor vatten, sedan den genom höljet mot tyngdkraften tills den flyr genom den sista tråden för att nå bevattningskanaler.

idag används samma princip i moderna maskiner för dränering och bevattning, och även i vissa typer av höghastighetsverktyg., Det kan också appliceras för hantering av ljus, lösa material som korn, sand och aska. Naturligtvis ser dessa mer imponerande ut. Sedan 1980-talet, Texas City, TX, USA använder åtta 12-meter.- diameter Archimedes skruvar för att hantera regnstorm avrinning. Varje skruv drivs av en 750-hk dieselmotor och kan pumpa upp till 125 000 gallon per minut. SS Archimedes var ett fartyg uppkallat efter den stora uppfinnaren, som var den första ångbåten att komma med en skruvpropeller.

brinnande speglar

under hela sin karriär som uppfinnare skulle Archimedes ofta beställas av linjalerna i Syracuse att uppfinna krigsmaskiner för att skydda sin mässa., Så är fallet med hans ”brinnande speglar” – ett system med stora speglar placerade på väggarna i staden som koncentrerade solenergi för att bränna några fartyg dumt nog att segla mot Syracuse. Historien är extremt kontroversiell, och även till denna dag diskuterar historiker och ingenjörer om detta är ett faktum eller en myt.

den tidigaste redogörelsen för Archimedes’ ancient death ray skrevs på 1100-talet av Zonares och Tzetzes som citerade en tidigare, men nu förlorat arbete som kallas Siege of Syracuse.,

När Marcellus hade placerat fartygen en båge sköt bort, konstruerade den gamle mannen en slags sexkantig spegel. Han placerade på rätt avstånd från spegeln andra mindre speglar av samma slag, som flyttades med hjälp av sina gångjärn och vissa plattor av metall. Han placerade den mitt i solens strålar vid middagstid, både på sommaren och vintern. Strålarna som reflekteras av detta, en skrämmande eldig kindling var upphetsad på fartygen,och det reducerade dem till aska, från ett bågskott. Således förbryllade den gamla mannen Marcellus, med hjälp av hans uppfinningar.,

Listig gammal man, faktiskt, men gjorde det verkligen hända? Spegelns förmåga att koncentrera solen och få höga temperaturer är ingen myt, eftersom alla barn som använde ett förstoringsglas för att bränna skrot kan intyga. I år öppnade Marocko den största koncentrerade SOLKRAFTVERKET i världen som kommer att generera tillräckligt med el för att driva en miljon människors hem., CSP växter använder vanligtvis 12m höga paraboliska speglar som reflekterar solljus på rörledningar som innehåller en värmeöverföringsvätska (HTF), typiskt termisk olja. Detta ökar vätskans temperatur till nästan 400°C. HTF används sedan för att värma ånga i en standard turbingenerator. Vissa CSP värmer måltornet till temperaturer över 1000 grader Fahrenheit (537 grader Celsius), så det är lätt att föreställa sig hur Archimedes kan ha dragit något som liknar att bränna fiendens fartyg.,

den verkliga frågan är inte om det är möjligt i sig, men om Archimedes faktiskt gjorde ett brinnande spegelsystem med hjälp av verktyg och resurser till sitt förfogande för två tusen år sedan.

Tydligen, 1973 en grekisk vetenskapsman, Dr. Ioannis Sakkas, blev nyfiken på om Han verkligen skulle ha använt ett ”brinnande glas” för att förstöra den Romerska flottan, så han satte upp ett experiment där 60 grekiska sjömän varje med hjälp av en avlång 3′ 5′ platt spegel för att fokusera ljuset på ett trä roddbåt 160 meter bort., Båten sattes i brand ganska snabbt, men det är värt att nämna att båten var belagd i tjärfärg, vilket är mycket brandfarligt. Tjärfärg användes ofta för att belägga fartyg tillbaka i Archimedes tid.Men mer nyligen, när Mythbusters gjorde sin egen reenactment, gick det inte lika smidigt. Under 2010 fokuserades 500 platta speglar som kontrollerades av 500 frivilliga mellan-och gymnasieelever på ett skepps segel, vilket borde ha förbränts vid 500°F. efter en timme kunde inte mer än 230°F nås, så laget klassificerade detta som ”ofullständigt”., Jamie Hyneman, som var stationerad på mockbåten under experimentets varaktighet, sa att han knappt kunde se. Han föreslår att Archimedes brinnande speglar kan ha varit verkliga, men kanske användes mer för bländande fiender än brinnande båtar.

guldkronan och ” Eureka!”

enligt den romerska arkitekten Vitruvius beställde Syrakusa kungen Hiero II en guldkrona formad som en laurelkrans som skulle placeras i ett tempel. Kungen själv vägde guldet och gav guldsmeden materialet för att göra det till ett konstverk., På den bestämda dagen presenterade guldsmeden sitt mästerverk-en guldkrona formad som en laurelkrans, precis som kungen beställde. När den vägdes hade den exakt samma massa som uppmätt tidigare. Kungen var nöjd, men bara dagar före tempelceremonin hörde han rykten om att guldsmeden hade lurat honom och gett honom en krona inte av rent guld, utan av guld som hade silver blandat med det.,

Hiero trodde att det bara fanns en man i Syracuse som kunde upptäcka sanningen och lösa sitt problem — hans kusin, Archimedes, en ung man av 22 som redan utmärkte sig i mässan för sitt arbete inom matematik, fysik och teknik.

När man står inför utmaningen utarbetade Archimedes ett smart vetenskapsexperiment för att komma till botten med saker, men inte förrän efter att ha noggrant övervägt situationen.

legenden säger att Archimedes tänkte på den gyllene kronan medan han badade i de offentliga baden en dag., När han började gå in i ett kallt badkar för sitt sista dopp märkte han att vatten började droppa på sidorna. När han fortsatte att sänka sin kropp i badet sprang ännu mer vatten ut över badkarets sidor. I detta ögonblick erkände han lösningen på hieros problem, hoppade ut ur badkaret på en gång och sprang hela vägen hem utan att komma ihåg att sätta på sig kläderna, hela tiden ropade ” Eureka, Eureka!”- vilket på grekiska betyder, ” Jag har hittat det! Jag har hittat den!’

tyvärr, ” Eureka!,”historien i sig är sannolikt en tillverkning, men Archimedes är verkligen krediteras som den första att ange lagar flytkraft.

han visste att om kronan var rent guld skulle dess volym vara densamma som för guldklumpen (som han hade sett till att vägde samma som kronan), oavsett form, och det skulle förskjuta samma mängd vatten som guldet., Om guldsmeden verkligen hade lurat och ersatt en del av guldet med silver, då volymen av guld och silver skulle vara större, och därmed kronan skulle förskjuta mer vatten. Enligt Vitruvius använde Archimedes denna metod och fann att guldsmeden verkligen hade lurat.

skeptiker var dock inte övertygade. Så långt tillbaka som 1586 skrev Galileo en kort avhandling som heter La Bilancetta, eller den lilla balansen, där han hävdade att denna metod inte kunde fungera eftersom skillnaderna i guld-och silvervolymer är för små., Istället föreslog han Archimedes använde en liknande, men mer listig teknik. Kort sagt, Arkimedes suspenderade förmodligen guldkronan i ena änden av en skala och en klump av guld av samma massa i andra änden.

skalan skulle sedan ha sänkts i vatten, med båda innehållet fortfarande på ändarna av skalan. Eftersom en kropp nedsänkt i vatten köps upp av en kraft som är lika med vikten av det vatten som förskjuts av kroppen, skulle den tätare kroppen, som har en mindre volym för samma vikt, sjunka lägre i vattnet än den mindre täta., Om kronan var rent guld skulle vågorna fortsätta att balansera även under vatten.

Iron Claw

vi fortsätter med ännu en krigsmaskin designad av Archimedes: den så kallade Iron Claw. Trogen sitt namn, var denna mekaniska anordning installerad på väggarna i den gamla staden Syracuse. Den exakta designen har gått förlorad i tid, men vi vet att dess syfte var att störta ivriga romerska fartyg., När klon fäst sig till ett fartygs underbelly, det skulle ryckas på ett uppåt sätt och sedan frigöras från ett avstånd. I 2005 utmanade producenterna av Discovery Channel Superweapons of the Ancient World ingenjörer att replikera denna arcane-enhet under förutsättning att de bara skulle använda tekniker och material som är kända för att vara tillgängliga i 3: e århundradet f.Kr. Inom sju dagar kunde de testa sin skapelse, och de lyckades tippa över en modell av ett romerskt skepp för att få det att sjunka.,

vägmätaren

samma Vitruvius som stod Archimedes’ ” Eureka!”moment rapporterade också Archimedes att ha” monterat ett stort hjul med känd omkrets i en liten ram, på ungefär samma sätt som hjulet är monterat på en skottkärra; när den drevs längs marken för hand tappade den automatiskt en sten i en behållare vid varje varv, vilket ger ett mått på det avstånd som reste. Det var i själva verket den första vägmätaren, ” enligt Encyclopedia Britannia., Denna mekanism sägs ha uppfunnits av Archimedes under det första puniska kriget. Det verkar ha använts fram till tiden för kejsar Commodus (192A.d.) och sedan förlorades i Europa fram till mitten av det femtonde århundradet.

blocket och tackla remskivsystemet

”Ge mig en plats att stå på, och jag kan flytta jorden,” Archimedes sa en gång att tala om kraften i spaken., Medan han inte uppfann spaken gav han en förklaring till principen som var inblandad i hans arbete med jämvikt av flygplan.

den välbekanta kungen Hieron var mycket imponerad av detta uttalande och bad Archimedes att bevisa det., Tillfället verkade mycket passande eftersom Syracuse vid den tiden biter av mer än det kunde tugga. Staden byggde en magnifik 55 meter lång fartyg som kallas Syracusia packad med en överdådig inredning av exotiska träslag och marmor tillsammans med torn, statyer, ett gym, ett bibliotek, och även ett tempel. Och skeppet ritades av Archimedes. Enligt Plutarch lyckades Archimedes sätta Syracuse ur hamnen med ett invecklat system av remskivor, även om hans konto verkar lite för poetiskt.,

” hade sagt att med tanke på kraften kan en viss vikt flyttas, och till och med skröt, får vi veta, beroende av demonstrationens styrka, att om det fanns en annan jord, genom att gå in i den kunde han ta bort det här.,iero att slås med häpnad över detta, och entreating honom att göra bra detta problem genom att själva experimentera och visa lite stor vikt flyttas med en liten motor, som han fixade detta på ett fartyg av den börda ut ur konungens arsenal, som inte kunde dras ut från bryggan utan stora arbetskraft och många människor, och fylla henne med många passagerare och en full frakt, sitter själv samtidigt som man är långt borta, utan stora ansträngningar, men bara att hålla huvudet trissa i hans hand och dra sladdar av grader, han drog fartyget på en rak linje, så smidigt och jämnt som om hon hade varit i havet.,”

”Archimedes valde för sin demonstration en tremastad köpman av den kungliga flottan, som hade dragits i förvar med enorm arbetskraft av ett stort gäng män, och han fortsatte att få fartyget lastat med sin vanliga frakt och påbörjade ett stort antal passagerare., Han satte sig sedan på något avstånd bort och utan att använda någon märkbar kraft, men bara utövar dragkraft med handen genom ett komplext system av remskivor, drog han fartyget mot honom med så smidig och till och med en rörelse som om hon glidde genom vattnet.,” Plutarchos.,

geometri av sfärer och cylindrar

enligt Plutarch, den berömda grekiska biografen, Archimedes hade en låg uppfattning om de mekaniska contraptions han uppfann och för vilken han erkändes i hela antika världen.världen. I stället njöt han i sina teoretiska utforskningar av matematik och fysik. Archimedes krediteras för nio bevarade avhandlingar, bland annat Tvåvolymen på sfären och cylindern., I detta fantastiska arbete, Archimedes bestäms ytan av någon sfär av radie r är fyra gånger den av sin största cirkel (i modern notation, s = 4nr2) och att volymen av en sfär är två tredjedelar av den cylinder i vilken den är inskriven ( V = 4/3nr3). Archimedes var så stolt över denna prestation att han lämnade instruktioner för att hans grav skulle skrivas in med ” en sfär inskriven i en cylinder.”Marcus Tullius Cicero (106-43 f. Kr.) hittade graven, övervuxen med vegetation, ett och ett halvt sekel efter Archimedes död.,

mätningen av cirkeln

bestämning av cirkelområdet betraktades en gång som en stor matematisk utmaning. Archimedes hittade ett sätt att approximera det med en metod som heter ”squaring the circle”. Han skapade först en kvadrat inskriven inuti cirkeln (inskriven betyder att den exakt passar inuti, med sina hörn som bara rör kanten av cirkeln)., Eftersom han visste området av torget är (produkten av två sidor), var det klart att området av cirkeln är större än området av den inskrivna torget. Han monterade sedan en polygon med sex sidor istället för fyra inom cirkeln och beräknade sitt område;han arbetade gradvis upp med mer komplexa polygoner för att komma ännu närmare cirkelns sanna område.

så småningom blev Archimedes riktigt bra på detta och upptäckte π (pi) — förhållandet mellan omkretsen och diametern på en cirkel., Hans beräkningar med hjälp av en häpnadsväckande 96-sidig polygon att föreslå att pi ligger ”mellan gränserna för 3 och 10/71 och 3 och 1/7”. Med andra ord beräknade han en uppskattning som var lika med pi till två siffror (3.14). Fram till ankomsten av kalkyl och datoranvändning oändlig serie 1500 år senare, inte många siffror sattes till de som finns av Archimedes.Ett stort genombrott gjordes 1655 när den engelska matematikern härledde en formel för pi som en produkt av en oändlig serie nyckeltal.