Archimedes byl možná největším světovým vědcem – alespoň největším v klasickém věku. Byl fyzikem, matematikem, astronomem, vynálezcem a inženýrem. Mnoho z jeho vynálezů, teorií a konceptů se dodnes používá. Snad jeho nejznámějším úspěchem byl jeho“ Eureka “ okamžik, kdy objevil princip vztlaku.
Životopis
Archimedes žil v Syrakusách na ostrově Sicílie ve třetím století před Kristem., V té době byla Syrakusa podle vědeckého Američana jedním z nejvlivnějších měst starověkého světa. Obchodní plavidla z Egypta, Řecka a Fénicie zaplnila přístav městského státu. Podle Archimedes Palimpsest byl také centrem obchodu, umění a vědy.
Po studiu geometrie a astronomie v Alexandrii, „největší intelektuální centrum v antickém světě,“ podle Scientific American, Archimedes se usadil v Syracuse sledovat život, myšlení a invence.
jedním z jeho vynálezů byl šroub Archimedes., Toto zařízení používá vývrtku s dutou trubicí. Když se šroub otočí, vytáhne se trubka. To bylo původně používáno k vyprázdnění mořské vody z trupu lodi. Podle Archimedes Palimpsest se dodnes používá jako metoda zavlažování v rozvojových zemích.
Archimedes skvěle řekl: „Dej mi páku a místo, kde stojím, a já pohnu světem.“Toto vychloubačné tvrzení vyjadřuje sílu pákového efektu, který alespoň obrazně pohybuje světem., Archimedes si uvědomil, že za účelem dosažení stejné částky nebo práce lze pomocí páky provést kompromis mezi silou a vzdáleností. Jeho Zákon Páky státy, „Veličiny jsou v rovnováze ve vzdálenosti vzájemně úměrná jejich hmotnosti,“ podle „Archimedes v 21. Století,“ virtuální knihu od Chrise Rorres na New York University.
Archimedes také vymyslel obranu pro Syracuse proti invazním armádám. Posílil zdi Syrakus a postavil válečné stroje. Jeho díla zadržela Římany dva roky. V roce 212 př. n. l.,, síly pod generálem Marcellem předjely město.
Marcellus měl úctu k Archimedesovi a poslal vojáky, aby ho dostali, aby se mohl setkat se slavným matematikem. Podle Archimedes Palimpsest byl tak zaměřen na řešení matematického problému, že nevěděl, že Římané zaútočili na město. Když mu voják řekl, aby ho doprovázel, aby viděl generála, Archimedes mu řekl, aby odešel. Rozzuřený voják ho srazil k zemi. Marcellus nařídil, aby Archimedes byl pohřben s vyznamenáním., Archimedův náhrobek byl vyryt obrazem koule ve válci, ilustrující jedno z jeho geometrických pojednání.
‚ Eureka! Eureko!,“
Archimedes se zapsal do historie jako chlap, který běžel nahý ulicemi Syracuse a křičel “ Eureka!“- nebo “ mám to!“v řečtině. Příběh této události bylo, že Archimedes byl obviněn z prokazující, že nová koruna pro Hieron, král Syrakus, nebylo ryzí zlato jako zlatník tvrdil. Příběh byl poprvé napsán v prvním století před naším letopočtem Vitruviusem, římským architektem.
Archimedes myslel dlouho a tvrdě, ale nemohl najít způsob, jak dokázat, že koruna nebyla z pevného zlata., Brzy poté naplnil vanu a všiml si, že voda se rozlévala přes okraj, když se dostal dovnitř, a uvědomil si, že voda přemístěná jeho tělem se rovná hmotnosti jeho těla. S vědomím, že zlato bylo těžší než jiné kovy, které mohl korunní výrobce nahradit, Archimedes měl svou metodu k určení, že koruna není čisté zlato. Zapomněl, že byl svlečen, běžel nahý po ulicích ze svého domova ke králi a křičel “ Eureka!,“
Archimedův princip
Podle Bezmezná, Archimedův princip uvádí, že rostoucí síly na objekt ponořené do kapaliny je roven hmotnosti kapaliny, která je posunuta o daný objekt.
Pokud je sklenice naplněna vodou a pak se k ní přidávají kostky ledu, co se stane? Stejně jako voda rozlitá přes okraj, když Archimedes vstoupil do své vany, voda ve sklenici se rozlévá, když se k ní přidávají kostky ledu., Pokud by voda, která se vylila, byla zvážena (hmotnost je síla dolů), rovnala by se vzestupné (vztlakové) síle na objekt. Z vztlakové síly lze určit objem nebo průměrnou hustotu objektu.
Archimedes byl schopen určit, že koruna nebyla z ryzího zlata vzhledem k objemu vysídlených vody, protože i když hmotnost koruna byla shodná s hmotností zlato, které král dal korunu výrobce, objem se liší v důsledku různých hustot kovů.,
použití principu Archimedes
princip Archimedes je velmi užitečný a všestranný nástroj. Může být užitečné při měření objemu nepravidelných předmětů, jako jsou zlaté korunky, a také při vysvětlování chování jakéhokoli objektu umístěného v jakékoli tekutině. Archimedův zákon popisuje, jak lodě plout, ponorky potápět, horkovzdušné balóny létat, a mnoho dalších příkladů, podle Vědy Vyjasnit. Princip Archimedes je také používán v široké škále vědeckých výzkumných předmětů, včetně lékařské, inženýrství, entomologie, inženýrství, a geologie.,
Současný výzkum
Kostní objemu/hustoty,
Archimedův princip má mnoho použití v lékařské a zubní lékařství pole a slouží k určení hustoty kostí a zubů., V roce 1997 studii zveřejněné v časopise Lékařské Inženýrství & Fyziky, vědci použili Archimedův princip měření objemu uvnitř houbovité části kosti, také známý jako spongiózní kosti. Objem frakce spongiózní kosti mohou být použity v různých věkových a zdravotních studií včetně toho, že index stárnutí studií, osteoporóza, kostní pevnost, tuhost a pružnost studia., Různé metody s použitím Archimédova principu byly testovány za účelem zvýšení reprodukovatelnosti měření: jeden, kde kost byla ponořená v destilované vodě, další místo, kde se kost byl ponořen do vody a povrchově aktivní látky v roztoku, a třetí, kde byla kost umístěna v uzavřené nádobě, kde se změní v plyn tlaky byly zaznamenány.,
článek publikovaný v roce 2017 v časopise Orální Chirurgie, Orální Medicína, Orální Patologie, Orální Radiologie je podobný v přírodě k předchozímu článku, kde byly použity různé metody pro stanovení reprodukovatelnosti, z nichž jeden byl pomocí Archimedův princip. Princip Archimedes byl porovnán s použitím počítačové tomografie s kuželovým paprskem (CBCT) pro měření objemu zubů. Testy porovnávající princip Archimedes a měření CBCT ukázaly, že tento by byl přesným nástrojem při plánování zubních procedur.,
ponorky
jednoduchý, spolehlivý a nákladově efektivní návrh ponorky popsané v článku z roku 2014 v časopise Informatika, Elektronika a vize je založen na principu Archimedes. Ponorky jsou podle autorů navrženy tak, aby cestovaly, zatímco jsou zcela ponořeny pod vodou a spoléhají se na princip Archimedes, aby si udržely konstantní hloubku., Design tohoto prototypu ponorky používá výpočty zahrnující hmotnost, hustota a objem obě ponorky a vysídlených vody za účelem určení velikosti potřebné pro balastní nádrže, která bude určovat množství vody, než může naplnit, a proto je hloubka, do které ponorka může ponořit.
Voda-chůze chyby
Zatímco Archimedův princip se používá v ponorce design, aby jim pomohla se ponořit a znovu vynořit, to také vysvětluje, proč se některé chyby mohou chodit po vodě., V roce 2016 studii publikované v Applied Physics Letters, vědci použili metodu měření stíny vytvořené vody bruslařky za účelem měření zakřivení ve vodní hladině. Tyto poklesy pak mohou být použity k odvození objemu vody, který byl posunut vedoucí síly používají k udržení vody-chyby nad vodou. Autoři říkali, že tam je velký zájem v chápání fyziky se za vodou-chůze chyb s cílem vytvořit biomimetic vody-pěší roboty.,
Geologie
článek publikovaný v roce 2012 v Soft Matter popisuje hlubší pohled na princip Archimedes, který autoři nazývají zobecněným principem Archimedes. Princip Archimedes, jak se obvykle používá, lze použít pouze jako aproximaci v mnoha případech studia sedimentačních profilů, zatímco zobecněný princip může představovat jevy, jako jsou hustší částice plovoucí na vrcholu lehké tekutiny., Autorů klíčový bod spočívá v tom, hustota poruch, které jsou vyvolané částice suspendované v tekutině, která není zohledněna v tradiční použití Archimédova principu, a nový přístup k Archimedův princip je odvozen.