ΑρχιμήδηςΕργασία από τους: Λάζο Ευάγγελο Ζάψα Γιάννη Πενθερουδάκη Επαμεινώνδα Μητρογιάννη Αλέξανδρο Κολοβού Κωνσταντίνα

Ο Αρχιμήδης ήταν Έλληνας, από τις Συρακούσες, μαθηματικός, φυσικός, μηχανικός, εφευρέτης και αστρονόμος. Θεωρείται ένας από τους μεγαλύτερους επιστήμονες και μαθηματικούς της κλασσικής αρχαιότητας.

Η Ζωή του Αρχιμήδη (περίπου 287 π.Χ- περίπου 212 π.Χ.)

Ο Αρχιμήδης γεννήθηκε περίπου το 287 π.Χ. στην πόλη των Συρακουσών και έζησε για 75 χρόνια. Είναι άγνωστο αν είχε ποτέ παντρευτεί ή είχε παιδιά.

Μπορεί να είχε σπουδάσει στην Αλεξάνδρεια, της Αιγύπτου. Οι βασικές εκδοχές της ζωής του Αρχιμήδη γράφτηκαν πολύ καιρό μετά το θάνατό του έτσι ελάχιστα έχουν γραφτεί για την ζωή του.

Ο Αρχιμήδης πέθανε περίπου το 212 π.Χ. κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Καρχηδονιακού Πολέμου, όταν οι ρωμαϊκές δυνάμεις κυρίευσαν την πόλη των Συρακουσών μετά από 2 χρόνων πολιορκία.

Η Ζωή του Αρχιμήδη (περίπου 287 π.Χ- περίπου 212 π.Χ.)

Σύμφωνα με την λαϊκή παράδοση που μεταφέρθηκε από τον Πλούταρχο, ο Αρχιμήδης είχε κατά νου ένα μαθηματικό διάγραμμα όταν η πόλη είχε καταληφθεί. Ένας Ρωμαίος στρατιώτης τον διέταξε να πάει και να γνωρίσει τον στρατηγό Μάρκο Κλαύδιο Μάρκελλο αλλά αυτός αρνήθηκε την πρόταση λέγοντας ότι έπρεπε να τελειώσει με το πρόβλημα του. Ο στρατιώτης εξοργίστηκε και σκότωσε τον Αρχιμήδη με το σπαθί του. Οι τελευταίες λέξεις που του αποδίδονται είναι «μην ενοχλείτε τους κύκλους μου» (αρχαία: «μή μου τοὺς κύκλους τάραττε»), αναφερόμενος στους κύκλους στο μαθηματικό του σχέδιο το οποίο υποτίθεται ότι μελετούσε όταν τον διέκοψε ο Ρωμαίος στρατιώτης.

Εφευρέσεις

Καταπέλτες

Ήταν μια αμυντική πολεμική μηχανή που επινόησε για την αντιμετώπιση των ρωμαϊκών πεντηκοντόρων στην πολιορκία των Συρακουσών. Αποτελούνταν από μία μακριά αρθρωτή δοκό που στηριζόταν σε μια περιστρεφόμενη κατακόρυφη δοκό ή πλατφόρμα. Στο ένα άκρο της η δοκός έφερε ένα αντίβαρο και από το άλλο αναρτιόταν μέσω σχοινιού το φορτίο. Η μηχανή σε ηρεμία ήταν τοποθετημένη κατά μήκος του τείχους σε οριζόντια θέση, ασφαλισμένη μέσω σχοινιού και χειροκίνητου βαρούλκου.

Καταπέλτες

Όταν ένα σκάφος πλησίαζε το τείχος, οι χειριστές ελευθέρωναν ελεγχόμενα το βαρούλκο ώστε να ανυψωθεί ελαφρά το άκρο της δοκού και να περάσει με ασφάλεια το φορτίο από τα τείχη, περιστρέφοντας τη σταθμισμένη κατακόρυφη δοκό. Όταν το φορτίο βρισκόταν από πάνω από το πλοίο έκοβαν το σχοινί για να πέσει με σφοδρότητα στο στόχο.

Ηλιακά κάτοπτραΑναμφίβολα το πιο πολυσυζητημένο επίτευγμα του Αρχιμήδη, αυτό που πέρασε στη χώρα του μύθου είναι η κατασκευή των ηλιακών κατόπτρων, με τα οποία συγκεντρώνοντας και εστιάζοντας τις ηλιακές ακτίνες κατέκαυσε τα πλοία των Ρωμαίων που πολιορκούσαν τις Συρακούσες, εξ ου και η ονομασία τους «εμπρηστικά Κάτοπτρα». Το ιστορικό της υπόθεσης ταυτίζεται και αποτελεί μέρος της επιστήμης που οι αρχαίοι Έλληνες ονόμαζαν «οπτική», συμπλήρωμα της οποίας ήταν η «κατοπτρική».Η συσκευή, γνωστή και ως "Ακτίνα φωτός του Αρχιμήδη", χρησιμοποιούνταν για να συγκεντρώνει το ηλιακό φως στα επερχόμενα πλοία, με αποτέλεσμα αυτά να παίρνουν φωτιά.

Ηλιακά κάτοπτρα

Ηλιακά κάτοπτρα

Από το 212 π.Χ., που με δόλο κατακτήθηκαν οι Συρακούσες και σκοτώθηκε ο Αρχιμήδης, έως το 1973 που ο Ι. Σακάς επανέλαβε το πείραμα της καύσης του ρωμαϊκού στόλου, το γεγονός είχε λάβει μυθολογική χροιά και ένας μεγάλος αριθμός επιστημόνων και ιστορικών είχε διχαστεί επί αιώνες παίρνοντας θέση θετικά ή αρνητικά. Ο Ρενέ Ντεκάρτ το είχε απορρίψει ως λανθασμένο, ενώ νέες έρευνες έχουν αποπειραθεί να αναπαραστήσουν το αποτέλεσμα χρησιμοποιώντας μόνο τα μέσα που ήταν διαθέσιμα στον Αρχιμήδη.

Υδραυλικό ρολόι

Υδραυλικό ρολόι

Πρόκειται για ένα πολύπλοκο υδραυλικό ωρολόγιο με πολλά αυτόματα κινούμενα πάρεργα. Αποτελούνταν από το κεντρικό δοχείο αποθήκευσης ύδατος που τροφοδοτούσε μέσω ενός μικρότερου δοχείου εξασφάλισης σταθερής στάθμης (με κωνική βαλβίδα πάνω σε πλωτήρα) ένα ακροφύσιο.

Η παροχή εκροής του ακροφυσίου ρυθμιζόταν ανάλογα με την ημερομηνία περιστρέφοντάς το πάνω σε ένα διαβαθμισμένο ημικυκλικό δίσκο (ώστε να μεταβάλλεται η υψομετρική διαφορά της οπής εκροής του ακροφυσίου και της στάθμης του ύδατος και επομένως η χρονική διάρκεια της ώρας της συγκεκριμένης ημέρας).

Ατέρμων Κοχλίας

Το υδραυλικό αυτό όργανο, γνωστό ως ατέρμων κοχλίας ή υδρόβιδα, εφευρέθηκε από τoν Αρχιμήδη κατά τη διάρκεια τoυ ταξιδιoύ τoυ στην Αίγυπτo. Χρησίμευε στην άντληση ύδατoς από ένα χαμηλό επίπεδo σ' ένα άλλo υψηλότερo. Oι χρήσεις τoυ από την αρχαιότητα έως σήμερα είναι πoλλές: άρδευση αγρoτικών καλλιεργειών, απαλλαγή μεταλλείων από λιμνάζoντα ύδατα, άντληση υδάτων από τα έγκατα των πλoίων και άλλες. Χρησιμoπoιείται έως σήμερα σε πoλλές χώρες, αναπτυγμένες ή μη, με πολλές μορφές και πoικιλία χρήσεων.

Ατέρμων Κοχλίας

Ο ατέρμων κοχλίας ή υδρόβιδα, ή αρχιμήδεια κοχλιωτή αντλία αποτελεί μία από τις παλαιότερες μηχανές που παραμένουν ακόμη και σήμερα σε λειτουργία. Η ανακάλυψή του έγινε κατά τον 3ο π.Χ. αιώνα και αποδίδεται στον Αρχιμήδη. Ένα στροφείο με ελικοειδή πτερύγωση, μέσα σε κύλινδρο, είναι βυθισμένο στο νερό με το ένα του άκρο. Με την περιστροφή του το νερό κινείται ανοδικά μέσα στα ελικοειδή πτερύγια και μεταφέρεται στο άνω άκρο της διάταξης.

Ατέρμων Κοχλίας● Ο μηχανικός και αρχιτέκτων Βιτρούβιος έδωσε μια λεπτομερή περιγραφή

της κατασκευής του αρχιμήδειου κοχλία στο έργο του «De Αrxhitectura» τον 1ο π.Χ. αιώνα.

● Τον 17ο αιώνα, η περίφημη παρισινή αρχιμήδεια «πολυ-μηχανή» του Marly θεωρήθηκε ως ένα από τα θαύματα του κόσμου της τεχνικής, αποτελώντας το μεγαλύτερο ολοκληρωμένο αρδευτικό σύστημα. Κατασκευάστηκε το 1684 με εντολή του Λουδοβίκου 15ου με στόχο την άντληση νερού από τον Σηκουάνα για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών των παλατιών Βερσαλλιών και Μαρλί και περιελάμβανε 14 υδροτροχούς και 250 κοχλίες.

ΔΡΟΜΟΜΕΤΡΟ

Τo δρoμόμετρo χρησιμοποιόταν για τη μέτρηση των oδικών απoστάσεων, ενώ μια μεταγενέστερη παραλλαγή τoυ, γνωστή ως ναυτικό δρoμόμετρo, χρησιμoπoιόταν για τη μέτρηση θαλάσσιων απoστάσεων. Η λειτουργία τoυ μηχανισμoύ στηρίζεται σ’ ένα σύστημα oδoντωτών τρoχών (γραναζιών), oι oπoίoι, εμπλεκόμενoι με ατέρμoνες κoχλίες, μεταφέρoυν την κίνηση των τρoχών σε τρεις κυκλικoύς δίσκoυς στo πάνω μέρoς τoυ oργάνoυ, όπoυ και καταγράφεται η απόσταση που έχει διανυθεί.

Πλανητάριο

•Ήταν μία περιστρεφόμενη ανοιχτή σφαίρα με εσωτερικούς μηχανισμούς που παρίστανε τον κόσμο και έβρισκε ταυτόχρονα την θέση του ήλιου, της σελήνης και 6 πλανητών.•Μία απλή στροφή έθετε σε λειτουργία όλες τις περίπλοκες κινήσεις με τις ποικίλες περιόδους περιστροφής των διαφόρων ουρανίων σωμάτων

● Για την κατασκευή αυτή έγραψε ο Λακτάντιος: Ο Σικελός Αρχιμήδης μπόρεσε να μηχανευθεί σε κοίλη σφαίρα από χαλκό τη μορφή και το ομοίωμα του κόσμου, στο οποίο κατέταξε τον ήλιο και τη σελήνη έτσι ώστε να εκτελούν άνισες κινήσεις όμοιες με τις τροχιές των ουράνιων σωμάτων και όχι μόνο προσπελάσεις και απομακρύνσεις, είτε αυξήσεις και μειώσεις της σελήνης, αλλά εκείνος τα παρείχε αυτά δηλαδή τις άνισες τροχιές και των απλανών και των πλανητών ενώ η σφαίρα στρεφόταν.

Γερανοί (Αρπάγες)•Δεν υπάρχουν αρχαιολογικά ευρήματα ή απεικονίσεις της κατασκευής. Την αναφέρουν οι αρχαίοι ιστορικοί περιγράφοντάς την ως ένα είδος γερανού με αγκύστρι. Φαίνεται ότι ήταν εφαρμογή των μελετών του Αρχιμήδη γύρω από τους μοχλούς και τις τροχαλίες.• Μηχανισμοί γερανών χρησιμοποιούταν πολλές φορές από τους εισβολείς για να προσεγγίσουν το ύψος των τειχών με στρατό. Κατάφερνε να πιάνει τα καράβια που πολιορκούσαν την πόλη του και είτε να τα ανυψώνει ανατρέποντάς τα, είτε να τα αφήνει να ξαναπέσουν από ύψος στην θάλασσα προκαλώντας τους σοβαρές ζημιές.

Εφαρμογές

•Η αρπάγη χρησιμοποιήθηκε στον Δεύτερο Ρωμαιο-Καρχηδονιακό πόλεμο το 214 π.Χ. στην πολιορκία των Συρακουσών. Ο Ρωμαϊκός στόλος είχε περισσότερα από 120 πεντήρεις με ναύαρχο τον Μάρκο Κλαύδιο Μάρκελλο. Οι Ρωμαίοι επιτέθηκαν νύχτα, αλλά αιφνιδιάστηκαν από τους Συρακούσιους και την πρωτόγνωρη αρπάγη, και σε συνδυασμό με κοτρώνες που εκτόξευαν καταπέλτες. Οι απώλειες ήταν πολλές, τα πλοία βυθίστηκαν και επήλθε πανικός.

Αυτή η συσκευή, ήταν ένα πολεμικό όπλο το οποίο εκτόξευε μπάλες βάρους 23 κιλών, σε απόσταση περίπου 1.100 μ. και λειτουργούσε με την ατμοσυμπίεση. Είναι φυσικά και το πρώτο παγκοσμίως, όπλο, που λειτουργούσε με ατμό.

Ατμοτηλεβόλο

Φαίνεται πως το εφεύρε ο Αρχιμήδης στη διάρκεια της πολιορκίας των Συρακουσών από τους Ρωμαίους (213-211 π.Χ.). Με αυτό το όπλο ασχολήθηκε και ο Λεονάρντο ντα Βίντσι, ο οποίος το ονόμασε "αρχιτρόνιτο" (architronito), από τις λέξεις Αρχιμήδης και τιτρώσκω (=τραυματίζω), και έκανε τα πρώτα κατασκευαστικά σχέδια του όπλου.

Αποτελούνταν από ένα μεταλλικό κυλινδρικό λέβητα που πάνω του υπήρχε συνδεμένο με στρόφιγγα ένα κλειστό δοχείο με νερό. Ο λέβητας στο ανοικτό άκρο του είχε ενσωματωμένη μια ξύλινη κάνη στην οποία τοποθετούνταν η λίθινη σφαίρα. Η κάνη έφρασσε με μια ξύλινη δοκό που ασφαλιζόταν με δύο αντηρίδες. Όταν ο λέβητας αποκτούσε με φωτιά την κατάλληλη θερμοκρασία, ανοιγόταν η στρόφιγγα, το νερό έπεφτε στον λέβητα, εξατμιζόταν ταχύτατα, η ξύλινη δοκός έσπαζε και η σφαίρα εκτοξευόταν.

Λειτουργία

Αραιόμετρο

Το αραιόμετρο ή πυκνόμετρο, λέγεται και "υδρόμετρο", είναι ειδική συσκευή - όργανο που χρησιμεύει στο προσδιορισμό της πυκνότητας των διαφόρων υγρών.

Λειτουργία

Η λειτουργία της συσκευής αυτής βασίζεται στην αρχή του Αρχιμήδη, όπου ένα σώμα που βυθίζεται μέσα σε υγρό φέρεται να επιπολάζει (να ισορροπεί) μέχρι του σημείου που το βάρος του εκτοπιζομένου υγρού να ισούται με το βάρος αυτού του σώματος (εν προκειμένω του οργάνου).

Γενικά τα αραιόμετρα διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες:

● "Αραιόμετρα σταθερού όγκου και μεταβλητού βάρους" ● "Αραιόμετρα σταθερού βάρους και μεταβλητού όγκου"