3.6. Вклад Архимеда в развитие техники

Древнегреческий ученый, математик и механик Архимед (около 287-212 гг. до н.э.) родился в Сиракузах на острове Сицилия, но учиться поехал в ту же Александрию. Он добился очень многого. В математике он дошел до изобретения интегрального исчисления, намного опередив свое время. Архимедом разработана первая в истории система научно-технических знаний на основе абстрагирования и решения задач механики. Им разработана теория равновесия рычага под действием сил тяжести и общее условие равновесия рычага.

В 18 лет он сконструировал подъемник в виде дощечки, висевшей на четырех шнурах, которая поднималась за счет специального колеса, проводимого в движении мышью. Она бегала по колесу и поднимала дощечку. Отец Архимеда показал игрушку царю Гиерону. Она ему понравилась. Царь позвал Архимеда и поручил ему сделать подъемник для подачи метательных машин и других грузов на крепостную стену. Через три месяца заказ был выполнен. Подъемник собственного изобретения установили в башне городской стены, и с помощью него можно было поднять сразу десять человек, а в движении он приводился ступальным колесом.

Во время 2-й Пунической войны (218 г. до н.э.) Архимед (тогда главный механик города) организовал инженерную оборону Сиракуз от римских войск за счет применения метательных машин. Он изобрел водоподъемный механизм (Архимедов винт) (рис.3.6а), который явился прообразом корабельных и воздушных винтов. Этот винт использовался Архимедом в Египте для полива сада, а позже использовался для откачки воды из рудников. Архимед изобрел перископ, зажигательное зеркало полиспаст, планетарий, червячный винт (рис.3.6б) и др.

а) б)

в)

Рис. 3.6. Механизмы, изобретенные Архимедом: а – архимедов винт; б – бесконечный винт; в – водочерпальное колесо

Архимед открыл закон плавания тел. Согласно легенде царь Гиерон решил пожертвовать в храм золотую корону, отпустив мастеру необходимое количество золота. Возникло подозрение, что мастер часть золота заменил серебром. По поручению царя Архимед исследовал это дело и случайно нашел решение этой задачи после купания в ванне. Вне себя от радости он выскочил из воды и раздетый побежал по улицам города, повторяя слова ”эврика” (от гр. heureka – нашел, т.е. восклицание радости при каком- либо открытии или появлении новой осеняющей мысли).

Действительно, при опускании в сосуд с водой венца он вытесняет воды меньше, когда в нем имеется примесь серебра. Путем несложных измерений можно даже определить, сколько золота было заменено серебром. В результате мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием. Это послужило Архимеду основанием для изучения плавания тел в жидкости. Свои исследования он изложил в сочинении “О плавающих телах”, которое дошло до наших дней.

Будучи увлеченный рычагами Архимед, в порыве восторга произнес знаменитое изречение: ”Дайте мне точку опоры, и я подниму землю”.

Для подъема воды и орошения земель кроме колодезных журавлей применяли водяные колеса с черпаками (рис. 3.6в).