Archimedo darbai. Archimedas ir jo atradimai

Kadangi buvome atsidavę mechanikai, pokalbį būtų natūralu pradėti nuo svarstymo, kaip atsirado pagrindinės graikų mechanikos idėjos ir kaip jos vystėsi. Pats žodis „mechanika“ kilęs iš graikų kalbos merhane-mehane, kuris iš pradžių reiškė graikų teatruose naudotą kėlimo mašiną graikų dievams pakelti ir nuleisti į sceną, kurie turėjo išspręsti sudėtingą pristatomos dramos eigą; Iš čia kilęs dažnai vartojamas posakis: deus ex machina – dievas iš mašinos. Vėliau žodis mechanika pradėtas vartoti kalbant apie karines transporto priemones, o vėliau ir apie mašinas apskritai.

Kaip sako istorikas Diodoras Siculus, Archimedas išrado sraigę arba Archimedo sraigtą, kuris padeda pakelti vandenį. Archimedo sraigtas (1 pav.) – išradimas, kurio pagalba tolimoje praeityje buvo pumpuojamos ar net visiškai nusausinamos upės.

Ryžiai. 1 Archimedo varžtas

Archimedo katapulta, arba balista (2 pav., 3 pav.) – Archimedo išradimas, tariamai atsiradęs apie 399 m. Katapulta buvo naudojama kaip ginklas įvairiuose karuose; senovinė dviejų rankų sukimo mašina, skirta mėtyti akmenis. Vėliau, pirmaisiais mūsų eros amžiais, balistas pradėjo reikšti strėlių metikus.

Archimedas taip pat įrodė, kad sunkius krovinius galima tempti su mažesne jėga nei įprastai; išradėjas įsakė sunkų laivą ištraukti į krantą ir užpildyti kroviniu. Stovėdamas šalia skriemulio (ritės pusės), Archimedas be didelių pastangų ėmė traukti prie laivo pririštą virvę.

4 pav. Archimedo letena

Archimedo letena (4 pav.) – šiuolaikinio krano prototipas. Iš išorės jis atrodė kaip svirtis, išsikišusi už miesto sienos ir aprūpinta atsvara. Polibijus „Pasaulio istorijoje“ rašė, kad jei romėnų laivas bandytų nutūpti krante netoli Sirakūzų, šis „manipuliatorius“, kontroliuojamas specialiai apmokyto vairuotojo, sugriebtų jo lanką ir apverstų (romėnų triremų svoris viršijo 200 tonų, o penteros gali pasiekti visas 500), užgriuvo užpuolikus.

Ryžiai. 5. Planetariumas

Ciceronas rašė, kad po to, kai Sirakūzai buvo atleisti, Marcellus iš ten paėmė du instrumentus - „sferas“, kurių sukūrimas priskiriamas Archimedui. Pirmasis buvo savotiškas planetariumas, o antrasis imitavo šviestuvų judėjimą danguje, o tai rodo, kad jame yra sudėtingas pavarų mechanizmas.

Romėnai buvo šokiruoti pamatę veikiančias Archimedo mašinas. Plutarchas rašo, kad kartais viskas pasiekdavo iki absurdo: ant Sirakūzų sienos pamatę kažkokią virvę ar rąstą, neįveikiami romėnų legionieriai paniškai pabėgo manydami, kad dabar prieš juos bus panaudotas kitas pragariškas mechanizmas.

Dar visai neseniai šie įrodymai buvo laikomi abejotinais, tačiau 1900 m., Netoli Graikijos Antikiteros salos, 43 metrų gylyje buvo rastos laivo liekanos, iš kurių buvo iškeltos tam tikro prietaiso liekanos - „pažangus“. bronzinių krumpliaračių sistema, datuojama 87 m. pr. Kr. Tai įrodo, kad Archimedas galėjo sukurti sudėtingą mechanizmą - savotišką senovės „kompiuterį“.

Archimedas pirmavo daugelyje atradimų tiksliųjų mokslų srityje. Mus pasiekė trylika Archimedo traktatų. Garsiausioje iš jų „Ant rutulio ir cilindro“ (dviejose knygose) Archimedas nustato, kad rutulio paviršiaus plotas yra 4 kartus didesnis už didžiausio jo skerspjūvio plotą; suformuluoja rutulio ir šalia jo aprašyto cilindro tūrių santykį kaip 2:3 – atradimą jis taip vertino, kad testamente prašė ant jo kapo pastatyti paminklą su cilindro su rutuliu atvaizdu. joje ir skaičiavimo užrašas.

Fizikoje Archimedas pristatė svorio centro sampratą, nustatė mokslinius statikos ir hidrostatikos principus, pateikė matematinių metodų panaudojimo fizikiniuose tyrimuose pavyzdžių. Pagrindiniai statikos principai suformuluoti esė „Apie plokštuminių figūrų pusiausvyrą“. Archimedas svarsto lygiagrečių jėgų pridėjimą, apibrėžia įvairių figūrų svorio centro sampratą ir pateikia sverto dėsnio išvestį.

Naudodamasis integracijos principu Archimedas atrado skaičių pi. Vėliau jo reikšmė buvo nuolat aiškinama. 1882 metais vokiečių matematikas Ferdinandas von Lindemannas įrodė, kad pi yra begalinis. XX amžiuje kompiuteriai sugebėjo apskaičiuoti maždaug milijardą skaičių po kablelio. Kompiuteris leido atrasti išsamų žinomos „bulių problemos“ sprendimą. Mažiausias atsakymas į jį buvo rastas 1880 m. ir buvo išreikštas skaičiumi, susidedančiu iš 206 545 skaitmenų. Po šimto metų, 1981 m., mokslininkai kompiuteriu apskaičiavo daugiau nei milijardą skaičių po kablelio. Šiuolaikiniai Sirakūzai beveik neišsaugojo savo buvusios didybės pėdsakų. Turistai dažnai vežami į vadinamąjį „Archimedo kapą“ Grotticelli nekropolyje. Tiesą sakant, šiame romėnų laidotuvėse nėra garsaus mokslininko palaikų.

Archimedo palimpsestas yra krikščioniška knyga, sudaryta XII amžiuje iš 10 amžiaus „pagoniškų“ pergamentų. Norėdami tai padaryti, nuo jų buvo nuplauti ankstesni raštai, o ant gautos medžiagos užrašytas bažnytinis tekstas. Laimei, palimpsestas (iš graikiško palin – vėl ir psatio – erase) buvo padarytas prastai, todėl senos raidės buvo matomos šviesoje (o dar geriau – ultravioletinėje šviesoje). 1906 metais paaiškėjo, kad tai trys anksčiau nežinomi Archimedo darbai.

Yra legenda apie tai, kaip karalius Hiero nurodė Archimedui patikrinti, ar juvelyras neįmaišė sidabro į savo auksinę karūną. Produkto vientisumas negalėjo būti pažeistas. Archimedas ilgai negalėjo atlikti šios užduoties – sprendimas atsirado atsitiktinai atsigulus vonioje ir staiga pastebėjus skysčių išstūmimo efektą (šaukė: „Eureka!“ – „Radau!“) ir nuogas įbėgo į gatvė). Jis suprato, kad į vandenį panardinto kūno tūris yra lygus išstumto vandens tūriui, ir tai padėjo atskleisti apgaviką.

Atrodytų, nėra nieko paprastesnio už Archimedo dėsnį. Tačiau kažkada pats Archimedas tikrai sumišo dėl savo atradimo. Kaip tai buvo?

Yra įdomi istorija, susijusi su pagrindinio hidrostatikos dėsnio atradimu.

Įdomūs faktai ir legendos iš Archimedo gyvenimo ir mirties

Be tokio milžiniško proveržio, kaip paties Archimedo įstatymo atradimas, mokslininkas turi visą sąrašą nuopelnų ir laimėjimų. Apskritai jis buvo genijus, dirbęs mechanikos, astronomijos ir matematikos srityse. Jis parašė tokius kūrinius kaip traktatas „apie plūduriuojančius kūnus“, „apie rutulį ir cilindrą“, „apie spiralę“, „apie konoidus ir sferoidus“ ir net „apie smėlio grūdelius“. Naujausiame darbe buvo bandoma išmatuoti smėlio grūdelių skaičių, reikalingą Visatai užpildyti.

Archimedo vaidmuo Sirakūzų apgultyje

212 m. pr. Kr. Sirakūzai buvo apgulti romėnų. 75 metų Archimedas sukonstravo galingas katapultas ir lengvas trumpo nuotolio metimo mašinas, taip pat vadinamąsias „Archimedo nagus“. Su jų pagalba buvo galima tiesiogine prasme apversti priešo laivus. Susidūrę su tokiu galingu ir technologiniu pasipriešinimu, romėnai negalėjo užvaldyti miesto audra ir buvo priversti pradėti apgultį. Pasak kitos legendos, Archimedas, naudodamas veidrodžius, sugebėjo padegti Romos laivyną, nukreipdamas saulės spindulius į laivus. Šios legendos tikrumas atrodo abejotinas, nes Nė vienas iš to meto istorikų apie tai neužsiminė.

Archimedo mirtis

Remiantis daugeliu liudijimų, romėnai nužudė Archimedą, kai galiausiai užėmė Sirakūzus. Štai viena iš galimų didžiojo inžinieriaus mirties versijų.

Savo namo verandoje mokslininkas galvojo apie diagramas, kurias nupiešė ranka tiesiai į smėlį. Praeinantis kareivis užlipo ant piešinio, o Archimedas, giliai susimąstęs, sušuko: „Pasitrauk nuo mano piešinių“. Reaguodamas į tai, kažkur skubantis kareivis tiesiog pervėrė senuką kardu.

Na, o dabar apie skaudžią dalyką: apie Archimedo dėsnį ir galią...

Kaip buvo atrastas Archimedo įstatymas ir kilusi garsioji „Eureka!

Antika. Trečiasis amžius prieš Kristų. Sicilija, kur vis dar nėra mafijos, bet yra senovės graikai.

Išradėjas, inžinierius ir teorinis mokslininkas iš Sirakūzų (graikų kolonijos Sicilijoje) Archimedas tarnavo karaliui Hiero II. Vieną dieną juvelyrai padarė karaliui auksinę karūną. Karalius, būdamas įtartinas asmuo, pasikvietė mokslininką pas save ir nurodė išsiaiškinti, ar karūnoje nėra sidabro priemaišų. Čia reikia pasakyti, kad tuo tolimu metu tokių klausimų niekas nesprendė ir byla buvo beprecedentė.

Archimedas ilgai mąstė, nieko nesugalvojo ir vieną dieną nusprendė eiti į pirtį. Ten, atsisėdęs į vandens baseiną, mokslininkas rado problemos sprendimą. Archimedas atkreipė dėmesį į visiškai akivaizdų dalyką: kūnas, panardintas į vandenį, išstumia vandens tūrį, lygų paties kūno tūriui. Būtent tada, net nesivargindamas apsirengti, Archimedas iššoko iš pirties ir sušuko savo garsiąją „Eureka“, o tai reiškia „rasta“. Pasirodęs karaliui, Archimedas paprašė duoti jam sidabro ir aukso luitus, kurių svoris būtų lygus karūnai. Išmatavęs ir palyginęs vainiko ir luitų ištraukiamo vandens tūrį, Archimedas išsiaiškino, kad vainikas pagamintas ne iš gryno aukso, o su sidabro priemaišomis. Tai istorija apie Archimedo dėsnio atradimą.

Archimedo dėsnio esmė

Jei klausiate savęs, kaip suprasti Archimedo principą, mes atsakysime. Tiesiog atsisėskite, pagalvokite ir ateis supratimas. Tiesą sakant, šis įstatymas sako:

Į dujas ar skystį panardintą kūną veikia plūdrumo jėga, lygi skysčio (dujų) svoriui panardintos kūno dalies tūryje. Ši jėga vadinama Archimedo jėga.

Kaip matome, Archimedo jėga veikia ne tik vandenyje panardintus kūnus, bet ir atmosferoje esančius kūnus. Jėga, kuri priverčia pakilti balioną, yra ta pati Archimedo jėga. Archimedo jėga apskaičiuojama pagal formulę:

Čia pirmasis terminas yra skysčio (dujų) tankis, antrasis - gravitacijos pagreitis, trečiasis - kūno tūris. Jei gravitacijos jėga lygi Archimedo jėgai, kūnas plūduriuoja, jei didesnė – skęsta, o jei mažesnė – plūduriuoja tol, kol pradeda plūduriuoti.

Šiame straipsnyje apžvelgėme Archimedo įstatymą manekenams. Jei norite sužinoti, kaip spręsti problemas, kuriose yra Archimedo dėsnis, susisiekite. Geriausi autoriai mielai pasidalins savo žiniomis ir „lentynose“ suskirstys pačios sunkiausios problemos sprendimą.

Archimedas – senovės graikų mokslininkas, fizikas, matematikas, mechanikas. Daugelio geometrijos atradimų autorius. Hidrostatikos, mechanikos įkūrėjas, išradėjas.

Biografija

Archimedas gimė 287 m.pr.Kr. e. Sirakūzuose, Sicilijoje. Archimedo tėvas Fidijas buvo astronomas ir matematikas, mėgavęsis Sirakūzų tirono Hierono II (pagal Plutarcho) palankumą. Būtent tėvas įskiepijo vaikui meilę mokslui, kuri vėliau peraugo į Archimedo gyvenimo darbą.

Jo tėvas išsiuntė Archimedą mokytis į Egipto Aleksandriją, kuri buvo senovės pasaulio mokslo ir kultūros centras. Čia Archimedas greitai sutiko nemažai garsių to meto mokslininkų: Eratosteną, astronomą Kononą. Galima sakyti, kad jaunajam siciliečiui pasisekė: tuo metu klestėjo Aleksandrijos biblioteka, joje buvo surinkta apie 700 000 rankraščių. Bibliotekoje Archimedas susipažino su ne vieno graikų geometro darbais ir šios žinios jam labai pravertė ateityje.

Po treniruotės Archimedas grįžo į gimtąją salą. Sirakūzai jį sutiko šiltai – jam nieko nereikėjo ir galėjo ramiai studijuoti mokslus. Apie jo gyvenimą šiuo laikotarpiu žinoma mažai. Dar mokslininkui gyvuojant apie jį buvo pradėta kurti daugybė legendų, o po daugelio amžių sumaištis tik stiprėjo.

Gerai žinoma, kad Archimedas savo gimtiesiems Sirakūzams padovanojo daug labai vertingų dovanų. Sukūręs idėją panaudoti svirtį, mokslininkas Sirakūzų uoste sukūrė visą blokų-svirties mechanizmų kompleksą, kuris gerokai palengvino ir paspartino sunkių krovinių gabenimo procesą.

Sraigtas (Archimedo sraigtas) leido palyginti lengvai gauti didelį vandens kiekį iš žemai esančių rezervuarų. Drėkinimo kanalai gaudavo nenutrūkstamą drėgmės tiekimą, o sirakūziečiai galėjo būti ramūs dėl savo derliaus.

Tačiau Archimedas atliko pagrindinę paslaugą savo gimtajam miestui 212 m. e. Tada per Antrąjį Pūnų karą romėnai apgulė Sirakūzus. 75 metų mokslininkas aktyviai dalyvavo gynyboje, praktiškai taikė savo naujus išradimus. Jis sukūrė galingas mėtymo mašinas, kurios išsiuntė daugybę romėnų į kitą pasaulį. Kai pastarieji pagaliau prasibrovė arčiau miesto, juos pasitiko akmenų kruša iš lengvų mėtymo mašinų. Archimedo kranai tiesiog apvertė romėnų laivus.

Dėl to romėnai turėjo pereiti prie ilgos apgulties, nes suprato, kad beprasmiška šturmuoti mokslininko saugomą miestą. Sklando legenda, kad miesto gyventojai net sugebėjo sudeginti daugybę romėnų laivų didelių veidrodžių pagalba. Tačiau ši legenda nepasitvirtino. Greičiausiai jie sudegino laivus balistų pagalba.

Nepaisant visų Archimedo pastangų, Sirakūzai buvo paimti į nelaisvę dėl išdavystės. Romėnams šturmuojant miestą Archimedas žuvo. Kaip jis mirė, negalima patikimai žinoti, nes yra keletas versijų apie tai.

Bizantietis Johnas Tzetzas rašė, kad mūšio metu Archimedas su entuziazmu kažką piešė smėlyje prie namo. Kai ant piešinio užlipo romėnų kareivis, mokslininkas rėkdamas jį užpuolė ir žuvo.

Plutarcho versija: romėnų vadas Marcelis pasiuntė kareivį Archimedui. Kai mokslininkas atsisakė jį sekti, įtūžęs legionierius jį peiliu subadė.

Diodoro Siculus versija: kai romėnų kareivis pradėjo tempti mokslininką pas Marcelį, Archimedas pradėjo priešintis ir pagrasino panaudoti jo mašinas. Kadangi jo išradimai sukėlė įsibrovėlių baimę, kareivis iškart nužudė Archimedą. Marcelis padovanojo jam didingas, garbingas laidotuves, ir žudikas turėjo pamesti galvą.

Taip pat yra versija, kuri teigia, kad Archimedas nuvyko pas Marcelį demonstruoti savo instrumentų. Kareiviai pastebėjo stiklo ir metalo blizgesį senolio rankose ir nužudė jį, tikėdamiesi aukso grobio.

75 metais prieš Kristų. e. Ciceronas rado apgriuvusį Archimedo kapą.

Pagrindiniai Archimedo pasiekimai

• Archimedas yra žinomas dėl savo matematikos, mechanikos ir astronomijos tyrimų.
• Išsprendė nemažai problemų, susijusių su matematine analize.
• Jis sukūrė kūginių pjūvių doktriną.
• Sukūrė naują kubinių lygčių sprendimo būdą.
• Radau absoliučiai visas pusiau taisyklingas daugiakampes.
• Jis išsprendė daugybę geometrijos uždavinių, kurie buvo sukurti tik XVII a.
• Jis sukūrė metodą, kaip nustatyti kūnų tankį panardinant į skystį.
• Sverto gerinimas.
• Archimedo varžtas.
• Knygos „Apie plokštuminių figūrų pusiausvyrą“ ir esė „Apie plūduriuojančius kūnus“ autorius.
• Atrado svorio centro sąvoką.
• Jis pastatė planetariumą, kuriame buvo galima stebėti dangaus kūnų judėjimą.
• Jis labai prisidėjo prie atstumo iki dangaus kūnų skaičiavimo kūrimo.
• Savo esė „Psammit“ jis išplėtojo doktriną apie heliocentrinę pasaulio sistemą.

Svarbios datos Archimedo biografijoje

• 287 m. pr. Kr e. - gimimas Sirakūzuose.
• 212 m.pr.Kr e. - mirtis nuo romėnų rankų.

• Romos generolas Marcellus, Sirakūzų apgulties vadas, pasakė: „Turime sustabdyti karą prieš geometriją“.
• Idėja apskaičiuoti objektų tankį mokslininkui kilo pirtyje, kai pamatė, kaip jo kūnas išstumia vandenį iš vonios.
• Archimedo mėtymo mašinos galėjo paleisti akmenis, sveriančius iki 250 kg. Tuo metu tai buvo unikali kovinė transporto priemonė.
• Garsiojo posakio „Duok man atramos tašką, ir aš išjudinsiu Žemę“ autorius!
• Amžininkai Archimedą laikė beveik pusdieviu, o jo kariniai išradimai kėlė siaubą romėnams, kurie dar niekada nebuvo susidūrę su niekuo panašaus.
• Archimedas nepaliko nė vieno mokinio, nes nenorėjo kurti savo mokyklos ir rengti įpėdinių.
• „Archimedo sraigtą“ mokslininkas išrado jaunystėje ir buvo skirtas laukams laistyti. Šiandien varžtai naudojami daugelyje pramonės šakų. Ir Egipte jie vis dar tiekia vandenį į laukus.
• Laikomas vienu geriausių visų laikų matematikų ir išradėjų.
• Kai kurie amžininkai Archimedą laikė pamišusiu. Norėdami parodyti savo įgūdžius, mokslininkas prieš Hieroną ištraukė triremus į krantą, naudodamas skriemulių sistemą.
• Remiantis kai kuriomis legendomis, Sirakūzų užėmimo metu mokslininko ieškoti buvo išsiųstas specialus romėnų būrys, kuris turėjo sugauti Archimedą ir perduoti jį komandai. Mokslininkas mirė tik per absurdišką nelaimingą atsitikimą.
• Kai kuriuos Archimedo skaičiavimus pakartojo tik po penkiolikos šimtų metų Niutonas ir Leibnicas.
• Jis sukūrė pirmąjį pasaulyje planetariumą.
• Archimedo draugas Heraklidas parašė didžiojo mokslininko biografiją, tačiau ji buvo pamesta. Dabar apie jo gyvenimą praktiškai nieko nežinoma.
• Matematiką laikiau geriausiu draugu.
• Kai kurie mokslininkai teigia, kad Archimetas buvo patrankos išradėjas. Taigi Leonardo da Vinci netgi nupiešė garo patrankos eskizą, kurio išradimą priskyrė senovės graikų mokslininkui. Plutarchas rašė, kad Sirakūzų apgulties metu romėnai buvo apšaudomi iš prietaiso, kuris buvo panašus į ilgą vamzdį ir „išspjaudavo“ patrankos sviedinius.
• Ne kartą buvo paneigta gerai žinoma legenda apie veidrodžius, deginusius romėnų laivus. Labiausiai tikėtina, kad veidrodžiai buvo naudojami tik balistoms, kurios paleido padegamuosius sviedinius į Romos laivyną, nukreipti. Taip pat yra nuomonė, kad romėnai buvo priversti sutikti su naktiniu miesto puolimu būtent dėl ​​to, kad Sirakūzų gynėjai naudojo veidrodžius.

Archimedas padarė daug atradimų geometrijoje, padėjo mechanikos ir hidrostatikos pagrindus, buvo daugybės svarbių išradimų autorius.

Mokslininko Archimedo moksliniai atradimai

Senovės graikų mokslininko Archimedo moksliniai atradimai turėjo įtakos fizikos, geometrijos, mechanikos ir kitų mokslų raidai.

Plačiai žinoma istorija, kai Sirakūzų miesto karalius Hiero įsakė Archimedui patikrinti, ar juvelyras, turėjęs padaryti jam gryno aukso karūną, jo neapgavo. Galvoja, kaip jis gali išspręsti šią problemą. Archimedas kartą įėjo į pirtį ir ten, pasinerdamas į vonią, sugalvojo genialią idėją: panardinę karūną į vandenį, galite nustatyti jos tūrį išmatuodami jos išstumto vandens tūrį. Pasak legendos, Archimedas nuogas šoko į gatvę šaukdamas „Eureka“ (senovės graikų εὕρηκα – rasta). Šiuo metu buvo atrastas pagrindinis hidrostatikos dėsnis – Archimedo dėsnis.

Jo matematiniai darbai gerokai pralenkė savo laiką. Jis yra vienas iš mechanikos kaip mokslo kūrėjų, jam priklauso įvairūs techniniai išradimai.

Vienas iš jų yra sraigtinis velenas (sraigtas), kuris yra mėsmalės viduje. Sukdamas jis griebia mėsos gabalus ir stumia juos po peiliais. Toks velenas vadinamas išradėjo vardu Archimedo varžtas. Tik Archimedas išrado jį visai ne mėsmalei, o vandens kėlimo įrenginiui laukams laistyti. Archimedo (begalinis) sraigtas buvo sėkmingai naudojamas vandens pakėlimui du tūkstančius metų. XX amžiaus dešimtmetyje Kryme buvo galima pamatyti „Archimedo kirminą“, kuris buvo naudojamas tirštam druskos tirpalui išpumpuoti. Archimedo sraigtas buvo orlaivių sraigtų ir laivų sraigtų, taip pat įprastinių varžtų ir veržlių prototipas. Šiuo metu Archimedo sraigtas naudojamas įvairiose mašinose ir mechanizmuose, judančioms detalėms gamyklose, biriems kroviniams kelti ir netgi kaip visureigio varymo įtaisas.

Archimedas sukūrė idėjas apie sverto panaudojimą. Taip mokslininkas Sirakūzų uoste sukūrė visą kompleksą blokų-svirties mechanizmų, kurie gerokai palengvino ir pagreitino sunkių krovinių gabenimo procesą.

Plačiai žinomas ir kariniai išradimai Archimedas, kurio dėka buvo galima ilgą laiką išlaikyti Sirakūzų gynybą nuo romėnų kariuomenės.

Kaip karo inžinierius, jis iš anksto ruošėsi priešo puolimui ir pastatė daug įvairių gynybinių transporto priemonių.

Archimedas pastatė mašinas, pritaikytas mesti sviedinius bet kokiu atstumu. Taigi, jei priešas plaukė iš toli, Archimedas smogė jam tolimojo akmens mėtymo ginklais ir įstūmė į sunkią, bejėgišką padėtį. Jei sviediniai pradėjo skraidyti virš priešo, Archimedas naudojo mažesnes transporto priemones, kaskart priklausomai nuo atstumo, ir taip gąsdino romėnus, kad jie nedrįso nei pulti, nei prieiti prie miesto laivais. Archimedas išrado ir panaudojo mechanizmus, kurie apvertė priešo laivus.

Archimedo išradimai taip išgąsdino romėnus, kad pamatę virš sienos atsirandantį rąstą ar virvę, jie šaukė, kad Archimedas nukreipia į juos kažkokią mašiną, atsitraukė ir pabėgo.

Taip pat yra legenda, kad Archimedas įsakė kareiviams nublizginti savo skydus iki blizgesio ir nukreipti nuo jų atsispindinčią saulės šviesą į romėnų laivus, dėl kurių kilo jų ugnis.

Archimedas pastatė planetariumą arba „dangaus sferą“, kurio judėjimo metu buvo galima stebėti penkių planetų judėjimą, Saulės ir Mėnulio tekėjimą, Mėnulio fazes ir užtemimus, abiejų kūnų išnykimą už horizonto. Jis dirbo ties atstumų iki planetų nustatymo problema; Manoma, kad jo skaičiavimai buvo pagrįsti pasauline sistema, kurios centre yra Žemė, bet planetos Merkurijus, Venera ir Marsas sukasi aplink Saulę, o kartu su ja ir Žemę.

Daugiau nei prieš du tūkstančius metų visa vakarinė Viduržemio jūros pakrantės dalis buvo apimta grandiozinio karo liepsnų. Karinės operacijos vyko Italijoje ir Sicilijoje, Šiaurės Afrikoje ir Ispanijoje. Šis karas pasaulio istorijoje žinomas kaip Antrasis Pūnų karas, kurio metu Roma ir Kartagina kovojo dėl dominavimo Viduržemio jūroje.

Garsusis Kartaginos vadas Hanibalas, norėdamas suduoti mirtiną smūgį pačiai priešo širdžiai, sumanė gana drąsų kovos su Roma planą – pačioje Italijoje. 218 m. pr. Kr. su didele armija ir karo drambliais jis kirto Pirėnų kalnus, pietinę Galiją ir per Alpes pateko į šiaurės Italiją. Italijos laukuose Hanibalas nugalėjo tris romėnų armijas iš eilės ir 216 m. sudavė triuškinantį smūgį romėnams prie Kanų. Visa Romos kariuomenė buvo sunaikinta. Nemažai romėnų sąjungininkų (Kapua ir kiti) perėjo į Kartaginą. Laisvę mylintys Sirakūzų miesto piliečiai taip pat sukilo prieš romėnų valdžią.

Sirakūzai, vienas didžiausių antikos miestų, Graikijos mokslo ir meno centras Vakaruose, buvo graikų kolonija, įsikūrusi pietrytinėje Sicilijos pakrantėje. Galingos miesto sienos apimtis siekė 23,5 kilometro. Ilgą laiką Sirakūzai buvo nepriklausoma valstybė, pirmoji Graikijos jūrų laivyno galia. Tačiau III a. Kr., Roma išsiveržė į Siciliją iš šiaurės, o Kartaginą iš pietų. Pirmojo pūnų karo metu Siciliją užkariavo romėnai, o Sirakūzų gyventojai turėjo priimti romėnų hegemoniją.

Norėdami nubausti nepaklusniuosius už sukilimą, Romos laivynas ir kariuomenė, vadovaujami talentingo vado Marko Klaudijaus Marcelio, priartėjo prie miesto 213 m. Siaubas apėmė gyventojus. Marcelis ką tik šturmavo kitą Sicilijos miestą Leontiną ir įvykdė mirties bausmę dviem tūkstančiams Romos stovyklos perbėgėlių. Toks pat likimas laukė ir šio miesto.

Daugiau nei šimtas romėnų laivų įplaukė į Sirakūzų uostą. Marcelis juos suformavo mūšio tvarka. Penteres, sujungtos poromis mediniais bokštais, kėlimo varikliais ir apgulties ginklais, priartėjo prie sienos. Marcelis davė signalą mašinoms pakelti pakeliamus tiltus iki sienų lygio ir nuleisti ant sienų. Per nuleistus tiltus romėnų kariai turėjo įsiveržti į miestą kaip nenumaldoma lavina. Miesto žlugimas atrodė neišvengiamas. Puolimas prasidėjo nuo jūros ir sausumos. Tačiau kol transporto priemonės ant penterų nespėjo pakelti pakeliamų tiltų, kol katapultos ir balistės nespėjo mesti savo sviedinių, nutiko kažkas netikėto.

Geležiniai kabliukai ir „letenėlės“ staiga nusileido iš didžiulių svertų, pastatytų ant sienų apmušalų. Jie įsikibo į laivų pirmagalius, juos pakėlė, apvertė, daužė į pakrantės uolas ir uolas miesto sienos papėdėje ir nuskandino jūros gelmėse. Tada Marcellus, pasak graikų istoriko Plutarcho, pakėlė aviną ant platformos. Jam artėjant prie sienos miestiečiai sviedė į jį kelis daugiau nei šimtą kilogramų sveriančius akmenis. Jie jį visiškai sunaikino. Po akmenų sekė švino rutuliai ir didžiuliai rąstai, kurie nuskandino laivus jūroje.

Sulaužyti romėnų laivai atsitraukė nuo miesto sienos. Marcellus nusprendė tęsti puolimą naktį. Jis tikėjosi, kad sviedinius mėtančios transporto priemonės naktį bus bejėgės. Atsitiktinai išmesti sviediniai skris virš apgultųjų galvų. Tačiau talentingas gynybos vadas atsižvelgė ir į šią aplinkybę: savo ieties metimo mašinas išdėstė taip, kad jos nuolat išmesdavo trumpas ietis, pataikiusias į priešą.

Romos laivynas gavo pelnytą pamoką. Toks pat likimas ištiko romėnų kariuomenę sausumos pusėje. Ir čia romėnų apgulties ginklai ir kareiviai buvo sutikti geležiniais kabliais, kabliukais ir „skorpionais“, kurie paėmė kareivius ir metė juos ant akmenų. Išdidus romėnas turėjo atsisakyti minčių užvaldyti miestą. Jis nusprendė imtis blokados ir mirti iš bado gyventojus. Tačiau kariuomenei buvo sunku atitverti visą miestą, o gyventojai palaikė ryšį su išoriniu pasauliu.

Archimedas – gyvenimo ir mokslo darbai

Kas buvo šis talentingiausias inžinierius, gynybos organizatorius, išradingų mašinų kūrėjas, privertęs trauktis nenugalimą Romos kariuomenę?

Tai buvo didžiausias antikos fizikas ir matematikas – Archimedas, kuris pritaikė visus savo genialius sugebėjimus organizuoti savo gimtojo miesto gynybą.

Archimedas gimė Sirakūzuose 287 m. pr. Kr. Anot garsaus Romos politiko ir oratoriaus Cicerono, Archimedas buvo žemo socialinio statuso ir gyveno skurdžiai. Plutarchas tvirtina, kad Archimedas jau vaikystėje domėjosi matematika. Didelę įtaką jaunuoliui padarė kelionė į Egiptą, kur aplankė Aleksandrijos miestą – helenų kultūros centrą. Grįžęs į tėvynę, jis visiškai atsidėjo mokslui ir parašė daugybę puikių matematinių darbų.

Dauguma graikų mokslininkų IV-III a. pr. Kr. buvo ne tik nuolaidus, bet ir šiek tiek niekinantis matematiką, jei ji siekė utilitarinių tikslų. Archimedas neatsiribojo nuo žmonių ir kabinete neatsiribojo nuo kasdienių bendrapiliečių poreikių. Savo žinias jis stengėsi pritaikyti praktiniame gyvenime, visus mokslo laimėjimus paversti žmonių nuosavybe, savo atradimus dažnai demonstruodavo Sirakūzų piliečiams.

Deja, ne visi genijaus darbai išliko. Skirtingu metu buvo rasti šie jo darbai:

1. Apie plokštumos figūrų pusiausvyrą.
2. Apie parabolės kvadratą.
3. Apie plūduriuojančius kūnus.
4. Apie apskritimo matavimą.
5. Apie rutulį ir cilindrą.
6. Apie konoidus ir sferoidus, t.y. apie kūnus, išmoktus sukantis įvairioms figūroms.
7. Apie spirales.
8. "Psummit".
9. Atskiros teoremos (lemos).
10. Stamachion – apie plokštumos figūrų pertvarkymą.

1907 m. buvo rastas naujas rankraštis „Ephodik“ (vadovas), kuriame pateikiamos teoremos apie kūgių tūrius, taip pat sferoidus ir konoidus.

Šie mokslininko darbai laikomi prarastais:

1. Apie septyniakampį apskritime.
2. Apie būrelių kontaktą.
3. Apie lygiagrečias linijas.
4. Apie trikampius.
5. Apie apibrėžimus ir duomenis.
6. Knyga "Archai".

Savo darbuose „Ant rutulio ir cilindro“ mokslininkas įrodo, kad kūgio, pusrutulio ir cilindro, turinčio vienodus pagrindus ir aukščius, tūrių santykis yra lygus santykiui 1:2:3.

Be kitų antroje knygoje siūlomų problemų, yra garsioji rutulio padalijimo į dvi dalis plokštuma problema. Archimedas pateikė teisingą šios problemos sprendimą, privesdamas ją prie algebrinės problemos. Archimedas šiam darbui skyrė ypatingą reikšmę.

Knygoje apie spiralę mokslininkas nagrinėja vadinamosios Archimedo spiralės savybes.

Savo darbe „Psammit“ jis siekė įrodyti, kad įmanoma išreikšti milžiniškus skaičius.

Savo darbuose „Apie plūduriuojančius kūnus“ Archimedas nustato pagrindinius hidrostatikos ir hidrodinamikos principus. Šis įstatymas buvo rastas šios bylos dėka. Sirakūzų valdovas užsakė aukso karūną iš juvelyro. Bet jam buvo pranešta, kad juvelyras dalį aukso paslėpė ir pakeitė sidabru! Karalius negalėjo patikrinti pranešimo teisingumo ir kreipėsi į mokslininką su prašymu išsiaiškinti, kiek sidabro buvo sumaišyta.

Archimedas, vieną dieną maudydamasis vonioje, pastebėjo faktą, kad iš vonios ištekėjo tiek vandens, kiek pasislinko jo kūnas. Nudžiugino šis atradimas su šauktu „Eureka! Eureka!“, – iššoko iš vonios ir nusirengęs nubėgo pasitikrinti savo teorijos. Archimedui priskiriama iki keturiasdešimties atradimų mechanikos srityje. Kai Sirakūzų karalius pastatė savo garsųjį 4000 tonų talpos laivą, Archimedas įrengė šį laivą akmenų mėtymo mašina, kuri svaidė 80 kg sveriančius akmenis ir ietis per nemažą atstumą. Jis pastatė varžtą, pavadintą jo vardu Archimedo varžtu. Tai vandens kėlimo mašina, kurioje cilindrinio vamzdžio viduje eina spiralė. Vamzdis yra atviras iš abiejų galų ir padėtas kampu. Stipriai sukantis, vamzdis sulaiko vandenį apatiniame gale, vanduo spirale kyla aukštyn ir išteka viršutiniame gale. Yra įrodymų, kad Archimedo sraigtas buvo naudojamas Egipto pelkėms nusausinti. Vėliau jis buvo laivo sraigto konstrukcijos pagrindas ir buvo pritaikytas automobilių pramonėje.

Mokslininkas sukūrė sudėtinio bloko, svirties ir varžto teoriją ir pritaikė juos praktiniame gyvenime. Jis naudojo blokus dideliems svoriams perkelti. Archimedas garsiai sušuko: „Duok man atramos tašką, ir aš išjudinsiu Žemę“.

Jis pastatė planetariumą arba „oro gaublį“, kuris sukasi naudodamas blokų sistemą. Planetariume buvo matomas planetų judėjimas aplink Žemę.

Archimedo mirtis

Bet grįžkime į romėnų apgultą miestą. Miesto apgultis užsitęsė trejus metus. Archimedas sutelkė visas savo žinias kurdamas naujas mašinas. Prie jo sumanių konstrukcijų populiarūs gandai papildė ir legendines (kai kurie rašytojai, pavyzdžiui, sako, kad Archimedas neva pastatė degančius stiklus ir jų padedamas rinko saulės spindulius, nukreipė juos į romėnų laivus ir sudegino).

Tarp apgultųjų paaštrėjo klasių kova. Sirakūzų bajorija, palaikiusi Romos pusę, pradėjo derybas su Marceliu, o miestą užėmė romėnai dėl bajorų išdavystės. Marcelis leido savo kariams „grobti lobius ir sugauti vergus“. Įtempti ilgos apgulties, ištroškę grobio, romėnų kareiviai kaip kraujo ištroškę šakalai puolė į neapsaugotą miestą. Jie įsiveržė į namus, apiplėšė papuošalus, negailestingai žudė gyventojus, įskaitant senolius ir vaikus.

Archimedas sėdėjo giliai mintyse prie piešinių. Jis kompasu aprašė geometrines figūras ant grindų, nepastebėdamas mieste vykstančių plėšimų ir žmogžudysčių orgijų. Staiga prie jo puolė romėnų kareivis su ištrauktu kardu. Pamatęs jį įeinantį, Archimedas apsaugojo nuo jo savo geometrinius piešinius ir pasakė: „Negadink man ratų“. Karys, apsvaigęs nuo pelno troškulio, atsakydamas į Archimedo žodžius, smogė jam mirtiną smūgį kardu.

Taip 212 m. pr. Kr. užgeso didysis senovės pasaulio mokslo šviesulys. Gerbdamas genialų mąstytoją, Marcelijus įsakė jį palaidoti su didele garbe. Ant kapo buvo uždėtas cilindras su jame įrašytu kamuoliuku (to siekė pats Archimedas). Tačiau netrukus kapas apaugo krūmais. Tik 75 m.pr.Kr. e., garsusis Ciceronas, būdamas Sicilijos valdovu, tarp apleistų kapų rado paminklą Archimedui, vaizduojantį cilindrą. Ciceronas su kartėliu sušunka: „Taigi viena šlovingiausių valstybių, kadaise pagimdžiusi tiek daug išsilavinusių žmonių, nežinojo, kur yra aštriausio jos piliečių intelekto antkapis“.

Po graikų kultūros žlugimo Archimedas buvo užmirštas. Tik arabai, įvertinę Archimedo matematikos genialumą, kai kuriuos jo kūrinius išvertė į arabų kalbą.

Renesanso laikais Archimedo darbai buvo ištraukti iš nežinios, publikuojami ir sukėlė mokslininkų susižavėjimą.

Apibendrinant mokslinę ir mokslinę-praktinę Archimedo veiklą, aišku, kad jis pagrįstai vadinamas fizikos, fizinės patirties, fizikinės mechanikos tėvu. Archimedas įkūrė statiką kaip matematikos mokslą, davė pagrindą hidrostatikai, išsprendė daugybę geometrinių uždavinių, sukūrė kūnų tūrio ir svorio centro skaičiavimo metodus, nustatė geometrijos ir mechanikos ryšį.

Didžiausias antikos matematikas Archimedas buvo patriotas, aistringai mylėjęs savo tėvynę, jos nepriklausomybę ir kultūrą.