Archimède était peut — être le plus grand scientifique du monde-du moins le plus grand de l’âge classique. Il était physicien, mathématicien, astronome, inventeur et ingénieur. Beaucoup de ses inventions, théories et concepts sont encore en usage aujourd’hui. Sa réalisation la plus connue a peut-être été son moment « Eureka », lorsqu’il a découvert le principe de flottabilité.
Biographie
Archimède a vécu à Syracuse sur L’Île de Sicile au IIIe siècle avant J.-C., À cette époque, Syracuse était l’une des villes les plus influentes du monde antique, selon Scientific American. Des navires de commerce en provenance d’Égypte, De Grèce et de Phénicie remplissaient le port de la cité-État. C’était aussi une plaque tournante du commerce, de l’art et de la science, selon le palimpseste D’Archimède.
Après avoir étudié la géométrie et l’astronomie à Alexandrie, le « plus grand centre intellectuel du monde antique », selon Scientific American, Archimède s’est installé à Syracuse pour poursuivre une vie de pensée et d’invention.
Une de ses inventions était la vis D’Archimède., Cet appareil utilise un tire-bouchon avec un tube creux. Lorsque la vis tourne, l’eau est tirée vers le haut du tube. Il était à l’origine utilisé pour vider l’eau de mer de la coque d’un navire. Il est encore utilisé aujourd’hui comme méthode d’irrigation dans les pays en développement, selon le palimpseste D’Archimède.
Archimède a dit: « Donnez-moi un levier et un endroit pour me tenir debout, et je vais déplacer le monde. »Cette affirmation vantarde exprime le pouvoir de l’effet de levier, qui, au moins au sens figuré, émeut le monde., Archimède s’est rendu compte que pour accomplir la même quantité ou le même travail, on pouvait faire un compromis entre la force et la distance à l’aide d’un levier. Sa loi du levier déclare: « les grandeurs sont en équilibre à des distances réciproquement proportionnelles à leurs poids », selon « Archimède au 21e siècle », un livre virtuel de Chris Rorres à L’Université de New York.
Archimède a également conçu des défenses pour Syracuse contre les armées d’Invasion. Il a renforcé les murs de Syracuse et construit des machines de guerre. Ses œuvres ont retenu les Romains pendant deux ans. Cependant, en 212 av.,, les forces du Général Marcellus ont dépassé la ville.
Marcellus avait du respect pour Archimède et envoya des soldats le chercher pour qu’il puisse rencontrer le célèbre mathématicien. Selon le Palimpseste d’Archimède, il était tellement concentré sur la résolution d’un problème mathématique qu’il ne savait pas que les Romains avaient pris d’assaut la ville. Quand un soldat lui a dit de l’accompagner pour voir le général, Archimède lui a dit de partir. Furieux, le soldat l’a frappé vers le bas. Marcellus a ordonné Qu’Archimède soit enterré avec les honneurs., La pierre tombale d’Archimède a été gravée avec l’image d’une sphère dans un cylindre, illustrant l’un de ses traités géométriques.
‘Eureka! Eureka!,’
Archimède est entré dans l’histoire comme le gars qui a couru nu dans les rues de Syracuse en criant » Eureka! »— ou « je l’ai! »en grec. L’histoire derrière cette événement était qu’Archimède a été accusé de prouver qu’une nouvelle couronne de Hiéron, roi de Syracuse, n’était pas de l’or pur comme l’orfèvre avait prétendu. L’histoire a été écrite pour la première fois au premier siècle avant JC par Vitruve, un architecte romain.
Archimède a réfléchi longtemps et dur, mais n’a pas trouvé de méthode pour prouver que la couronne n’était pas en or massif., Peu de temps après, il a rempli une baignoire et a remarqué que l’eau s’est déversée sur le bord en entrant et il a réalisé que l’eau déplacée par son corps était égale au poids de son corps. Sachant que l « or était plus lourd que d » autres métaux que le fabricant de la couronne aurait pu remplacer, Archimède avait sa méthode pour déterminer que la couronne n « était pas de l » or pur. Oubliant qu’il était déshabillé, il est allé courir nu dans les rues de sa maison au roi en criant » Eureka!, »
Le principe d’Archimède
en Fonction de la limite, le principe d’Archimède stipule que la poussée d’archimède sur un objet immergé dans un fluide est égale au poids du fluide déplacé par l’objet.
Si un verre est rempli d’eau et que des glaçons y sont ajoutés, que se passe-t-il? Tout comme L’eau renversée sur le bord quand Archimède est entré dans sa baignoire, L’eau dans le verre se renversera lorsque des glaçons y seront ajoutés., Si l’eau qui s’est déversée était pesée (le poids est une force descendante), elle égalerait la force ascendante (flottante) sur l’objet. À partir de la force de flottaison, le volume ou la densité moyenne de l’objet peut être déterminé.
Archimède a pu déterminer que la couronne n’était pas de l’or pur en raison du volume de l’eau déplacée, car même si le poids de la couronne était identique au poids de l’or que le roi a donné au fabricant de la couronne, le volume était différent en raison des différentes densités des métaux.,
Utilise le principe d’Archimède
Le principe d’Archimède est très utile et polyvalent outil. Il peut être utile pour mesurer le volume d’objets irréguliers, tels que des couronnes en or, ainsi que pour expliquer les comportements de tout objet placé dans un fluide. Le principe d’Archimède décrit comment les navires flottent, les sous-marins plongent, les montgolfières volent et bien d’autres exemples, selon la Science clarifiée. Le principe D’Archimède est également utilisé dans une grande variété de sujets de recherche scientifique, y compris la médecine, l’ingénierie, l’entomologie, l’ingénierie et la géologie.,
recherche actuelle
volumes/densités osseuses
le principe D’Archimède a de nombreuses utilisations dans le domaine médical et dentaire et est utilisé pour déterminer les densités des os et des dents., Dans un article publié en 1997 dans la revue Medical Engineering & Physics, les chercheurs ont utilisé le principe D’Archimède pour mesurer le volume de la partie spongieuse interne de l’OS, également connue sous le nom d’os spongieux. La fraction volumique de l’os spongieux peut être utilisée dans diverses études sur l’âge et la santé, notamment comme indice dans les études sur le vieillissement, l’ostéoporose, la résistance osseuse, la rigidité et l’élasticité., Diverses méthodes utilisant le principe D’Archimède ont été testées afin d’augmenter la reproductibilité des mesures: une où l’os a été immergé dans de l’eau distillée, une autre où l’os a été immergé dans une solution d’eau et de tensioactif, et une troisième où l’os a été placé dans un récipient scellé où les changements,
un article publié en 2017 dans la revue Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology est de nature similaire à l’article précédent où diverses méthodes ont été utilisées afin de déterminer la reproductibilité, dont l’une utilisait le principe D’Archimède. Le principe D’Archimède a été comparé à l’utilisation de la tomodensitométrie à faisceau conique (CBCT) pour mesurer le volume des dents. Les tests comparant le principe D’Archimède et les mesures CBCT ont montré que ce dernier serait un outil précis dans la planification des procédures dentaires.,
sous-marins
Une conception simple, fiable et rentable pour un sous-marin décrite dans un article de 2014 dans la revue Informatics, Electronics, and Vision, est basée sur le principe D’Archimède. Selon les auteurs, les sous-marins sont conçus pour voyager complètement submergés sous l’eau et reposent sur le principe D’Archimède afin de maintenir une profondeur constante., La conception de ce prototype de sous-marin utilise des calculs impliquant la masse, la densité et le volume du sous-marin et de l’eau déplacée afin de déterminer la taille nécessaire du réservoir de ballast, qui déterminera la quantité d’eau qui peut le remplir et donc la profondeur à laquelle le sous-marin peut plonger.
insectes marchant dans l’eau
bien que le principe D’Archimède soit utilisé dans la conception des sous-marins pour les aider à plonger et à refaire surface, il explique également la raison pour laquelle certains insectes peuvent marcher sur l’eau., Dans une étude publiée en 2016 dans Applied Physics Letters, les chercheurs ont utilisé une méthode de mesure des ombres créées par les striders d’eau afin de mesurer les courbures à la surface de l’eau. Ces creux peuvent ensuite être utilisés pour dériver le volume d’eau qui a été déplacé conduisant à la force utilisée pour maintenir les insectes aquatiques à flot. Les auteurs ont déclaré qu’il y avait beaucoup d’intérêt à comprendre la physique derrière les insectes qui marchent dans l’eau afin de créer des robots biomimétiques qui marchent dans l’eau.,
Géologie
un article publié en 2012 dans Soft Matter décrit une vision plus approfondie du principe D’Archimède, que les auteurs appellent le principe D’Archimède généralisé. Le principe d « Archimède tel qu » il est généralement utilisé ne peut être utilisé qu « à titre d » approximation dans de nombreux cas d « étude des profils de sédimentation, tandis que le principe généralisé peut tenir compte de phénomènes tels que des particules plus denses flottant au-dessus d » un fluide léger., Le point clé des auteurs réside dans les perturbations de densité induites par les particules en suspension dans le fluide, ce qui n’est pas pris en compte dans l’utilisation traditionnelle du principe D’Archimède, et une nouvelle approche du principe D’Archimède est dérivée.