Eureka! Principiul Arhimede

{h1}

Arhimede a descoperit legea flotabilității în timp ce a făcut o baie și a alergat pe străzi dezbrăcate pentru a anunța descoperirea sa.

Arhimede a fost probabil cel mai mare om de știință din lume - cel puțin cel mai mare din epoca clasică. A fost fizician, matematician, astronom, inventator și inginer. Multe dintre invențiile, teoriile și conceptele sale sunt încă folosite astăzi. Poate că realizarea lui cea mai cunoscută a fost momentul său „Eureka”, când a descoperit principiul flotabilității.

Biografie

Arhimede locuia în Siracusa pe insula Sicilia în secolul al III-lea î.Hr. La acea vreme, Syracuse era unul dintre cele mai influente orașe ale lumii antice, potrivit Scientific American. Navele comerciale din Egipt, Grecia și Fenicia au umplut portul statului orașului. A fost, de asemenea, un hub al comerțului, al artei și al științei, potrivit Arhimede Palimpsest.

După ce a studiat geometria și astronomia în Alexandria, „cel mai mare centru intelectual din lumea antică”, conform Scientific American, Arhimede s-a stabilit în Syracuse pentru a duce o viață de gândire și invenție.

Una dintre invențiile sale a fost șurubul Arhimede. Acest dispozitiv folosește o șurubelniță cu un tub gol. Când șurubul se învârte, apa este trasă în sus. Acesta a fost inițial folosit pentru a goli apa de mare dintr-o coca a navei. Acesta este încă utilizat astăzi ca metodă de irigare în țările în curs de dezvoltare, potrivit Arhimedes Palimpsest.

Arhimede a spus faimos: „Dă-mi o pârghie și un loc unde să stau și voi muta lumea”. Această afirmație lăudabilă exprimă puterea de pârghie, care, cel puțin la figurat, mișcă lumea. Arhimede și-a dat seama că pentru a realiza aceeași cantitate sau muncă, se poate face o întrerupere între forță și distanță folosind o pârghie. Legea sa din Lever spune că „Magnitudinile sunt în echilibru la distanțe reciproc proporționale cu greutățile lor”, potrivit „Arhimede în secolul XXI”, o carte virtuală a lui Chris Rorres de la Universitatea New York.

Arhimede a conceput de asemenea apărări pentru Siracusa împotriva armatelor invadatoare. El a întărit zidurile Syracusei și a construit mașini de război. Lucrările sale i-au ținut pe romani doi ani. Cu toate acestea, în 212 î.C., forțele sub generalul Marcellus au depășit orașul.

Marcellus a avut respect pentru Arhimede și a trimis soldați să-l ia pentru a putea să-l întâlnească pe faimosul matematician. Potrivit lui Arhimede Palimpsest, el era atât de concentrat pe rezolvarea unei probleme matematice, încât nu știa că romanii au luat cu asalt orașul. Când un soldat i-a spus să-l însoțească să vadă generalul, Arhimede i-a spus să plece. Soldatul furios l-a izbit. Marcellus a ordonat ca Arhimede să fie înmormântat cu onoruri. Piatra de mormânt a lui Arhimede a fost gravată cu imaginea unei sfere dintr-un cilindru, ilustrând unul dintre tratatele sale geometrice.

Principiul Arhimede: Forța flotantă (ascendentă) care acționează asupra unui obiect este egală cu greutatea (forța descendentă) a fluidului deplasat.

Principiul Arhimede: Forța flotantă (ascendentă) care acționează asupra unui obiect este egală cu greutatea (forța descendentă) a fluidului deplasat.

„Eureka! Eureka!“

Arhimede a trecut în istorie ca tipul care a alergat gol pe străzile din Siracusa strigând „Eureka!” - sau "Eu am!" în greacă. Povestea din spatele acestui eveniment a fost că Arhimede a fost însărcinat cu dovedirea faptului că o nouă coroană făcută pentru Hieron, regele Siracuzei, nu era aur pur după cum pretinsese aurul. Povestea a fost scrisă pentru prima dată în secolul I î.Hr. de Vitruvius, un arhitect roman.

Arhimede s-a gândit lung și greu, dar nu a putut găsi o metodă pentru a dovedi că coroana nu este aur solid. Curând după aceea, a umplut o cadă și a observat că apa se vărsa pe margine în timp ce intra și își dădu seama că apa deplasată de corpul său era egală cu greutatea corpului său. Știind că aurul era mai greu decât alte metale pe care ar putea să le înlocuiască producătorul de coroane, Arhimede a avut metoda sa de a determina că coroana nu este aur pur. Uitând că a fost dezbrăcat, a plecat alergând dezbrăcat pe străzile de acasă la regele strigând "Eureka!"

Principiul Arhimede

Potrivit lui Boundless, principiul Arhimede afirmă că forța flotantă asupra unui obiect scufundat într-un fluid este egală cu greutatea fluidului care este deplasat de acel obiect.

Dacă un pahar este umplut până la vârf cu apă și apoi se adaugă cuburi de gheață, ce se întâmplă? La fel ca apa vărsată peste margine când Arhimede a intrat în cada lui, apa din pahar se va revărsa atunci când i se adaugă cuburi de gheață. Dacă apa care se varsă ar fi cântărită (greutatea este o forță descendentă), ar egala forța ascendentă (flotantă) asupra obiectului. Din forța flotantă se poate determina volumul sau densitatea medie a obiectului.

Arhimede a fost capabil să stabilească că coroana nu este aur pur din cauza volumului apei deplasate, deoarece, chiar dacă greutatea coroanei era identică cu greutatea aurului pe care regele i-a dat producătorului coroanei, volumul era diferit diversele densități ale metalelor.

Utilizări ale principiului Arhimede

Principiul Arhimede este un instrument foarte util și versatil. Poate fi util pentru măsurarea volumului de obiecte neregulate, cum ar fi coroanele de aur, precum și pentru explicarea comportamentelor oricărui obiect plasat în orice fluid. Principiul lui Arhimede descrie modul în care navele plutesc, submarinele se scufundă, baloanele cu aer cald zboară și multe alte exemple, potrivit Science Clarified. Principiul Arhimede este, de asemenea, utilizat într-o mare varietate de subiecte de cercetare științifică, inclusiv medicale, inginerie, entomologie, inginerie și geologie.

Șurubul Archimedes este o mașină folosită pentru transferul apei dintr-un corp cu apă joasă în șanțuri de irigație.

Șurubul Archimedes este o mașină folosită pentru transferul apei dintr-un corp cu apă joasă în șanțuri de irigație.

Cercetări curente

Volume / densități osoase

Principiul Arhimede are multe utilizări în domeniul medical și stomatologic și este utilizat pentru a determina densitățile oaselor și ale dinților. Într-o lucrare din 1997 publicată în revista Medical Engineering & Physics, cercetătorii au folosit principiul Archimedes pentru a măsura volumul părții spongioase a osului, cunoscut și sub numele de os cancellos. Fracția în volum a osului cancellos poate fi utilizată în diferite studii de vârstă și sănătate, inclusiv fiind un indice în studiile de îmbătrânire, osteoporoză, rezistența osoasă, rigiditate și elasticitate. Au fost testate diferite metode folosind principiul Archimedes pentru a crește reproductibilitatea măsurătorilor: una în care osul a fost scufundat în apă distilată, alta unde osul a fost scufundat într-o soluție de apă și agent tensioactiv și o a treia unde osul a fost plasat într-un sigiliu container în care au fost înregistrate modificările presiunilor de gaz.

Un articol publicat în 2017 în revista Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology este similar în natură cu articolul precedent în care au fost utilizate diferite metode pentru a determina reproductibilitatea, una dintre acestea folosind principiul Archimedes. Principiul Archimedes a fost comparat cu utilizarea tomografiei computerizate cu fascicul de con (CBCT) pentru a măsura volumul dinților. Testele care compară principiul Archimedes și măsurătorile CBCT au arătat că acesta din urmă ar fi un instrument precis în planificarea procedurilor stomatologice.

submarinele

Un proiect simplu, fiabil, rentabil pentru un submarin descris într-o lucrare din 2014 în revista Informaticics, Electronics și Vision, se bazează pe principiul Archimedes. Submarinele, în opinia autorilor, sunt proiectate să călătorească în timp ce sunt scufundate complet sub apă și să se bazeze pe principiul Arhimede pentru a menține o adâncime constantă. Proiectarea acestui submarin prototip utilizează calcule care implică masa, densitatea și volumul atât al submarinului cât și al apei deplasate pentru a determina dimensiunea necesară a rezervorului de balast, care va determina cantitatea de apă decât o poate umple și, prin urmare, adâncimea la care submarinul se poate scufunda.

Bug-urile de mers pe apă

În timp ce principiul Archimedes este utilizat în proiectarea submarinului pentru a-i ajuta să se scufunde și să reapară, el explică și motivul pentru care unele bug-uri pot merge pe apă. Într-un studiu din 2016 publicat în Applied Physics Letters, cercetătorii au utilizat o metodă de măsurare a umbrelor create de striderii de apă pentru a măsura curburile din suprafața apei. Aceste scufundări pot fi apoi folosite pentru a obține volumul de apă care a fost deplasat, ceea ce duce la forța folosită pentru a menține flote-urile la apă. Autorii au spus că există un mare interes în a înțelege fizica din spatele bug-urilor care se plimbă cu apa, pentru a crea roboți biomimetici care merg pe apă.

Geologie

Un articol publicat în 2012 în „Soft Matter” descrie o viziune mai aprofundată a principiului Arhimede, pe care autorii îl numesc Principiul generalizat al arhimede. Principiul Arhimede, așa cum este folosit în mod obișnuit, poate fi folosit doar ca o aproximare în multe cazuri de studiu a profilurilor de sedimentare, în timp ce principiul generalizat poate ține cont de fenomene precum particulele mai dense care plutesc deasupra unui fluid ușor. Punctul cheie al autorilor constă în perturbațiile de densitate care sunt induse de particulele suspendate în fluid, care nu este luată în considerare în utilizarea tradițională a principiului Arhimede și este derivată o nouă abordare a principiului Arhimede.

Resurse aditionale

  • Științific american: Arhimede Monede „Eureka!” în nud - și alte momente nebunești ale Ah-Ha ale științei
  • NYU: Arhimede și Coroana de Aur
  • The Archimedes Palimpsest: Archimedes of Syracuse






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Unele Antibiotice Pot Crește Ușor Riscul De Cancer De Colon
Unele Antibiotice Pot Crește Ușor Riscul De Cancer De Colon

Secretul Chinez Pentru Viața Lungă
Secretul Chinez Pentru Viața Lungă

Tarantule Păroase, Albastre, Găsite Ascunse În Ciotul Copacului Umplut Cu Găuri
Tarantule Păroase, Albastre, Găsite Ascunse În Ciotul Copacului Umplut Cu Găuri

Surferii Inventează Coșul De Gunoi Plutitor Pentru A Curăța Oceanele Lumii
Surferii Inventează Coșul De Gunoi Plutitor Pentru A Curăța Oceanele Lumii

Date Despre Aluminiu
Date Despre Aluminiu


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com