Descoperirile şi invenţiile lui Arhimede – de la Coroana de aur la Razele de căldură

Arhimede a fost autorul unor descoperiri şi invenţii inedite realizate în special ca urmare a apariţiei nevoii de a rezolva diverse probleme.

Considerat unul dintre cei mai mari învăţaţi ai lumii antice, Arhimede s-a născut în anul 287 înaintea erei noastre în colonia grecească Siracuza.

A devenit rapid apreciat pentru cunoştinţele sale de matematică, fizică, astronomie sau inginerie şi a pus bazele hidrostaticii, dar a explicat şi legea pârghiilor.

Prin natura provocărilor de care a avut parte de-a lungul vieţii, Arhimede a reuşit să facă o serie de descoperiri importante şi să inventeze noi tehnologii, unele dintre ele fiind utilizate şi în zilele noastre în variante moderne şi îmbunătăţite.

Arhimede din Siracuza

Coroana de aur

“Un corp scufundat într-un fluid este împins de jos în sus de către fluid, cu o forță egală cu greutatea volumului de fluid dislocuit de acel corp”. Aşa sună principiul lui Arhimede pe care l-am studiat în liceu la orele de fizică.

Ştii însă de la ce a plecat enunţarea acestui principiu? De la o simplă nedumerire a regelui Hiero II. Acesta a dorit să afle dacă o coroană pe care a comandat-o a fost realizată integral din aur, însă fără să o distrugă. Arhimede s-a gândit la rezolvarea problemei în timp ce făcea baie în cadă şi a realizat că, cu cât intra mai mult în cadă, cu atât apa se revarsa în afara cadei. În acest fel a dedus că poate afla volumul coroanei şi, implicit, densitatea acestuia (raportul dintre masa şi volum dezvăluie densitatea unui corp).
Arhimede a calculat densitatea coroanei şi a constantat că aceasta este mai mică decât densitatea aurului. Practic, coroana de aur era confecţionată de fapt din aur şi argint.

Şurubul lui Arhimede

Acelaşi rege Hieron II i-a cerut lui Arhimede să realizeze o corabie cu scop multiplu: navă de război, transport de alimente sau chiar nava de croazieră. Principala problemă de construcţie a fost generată de faptul că o cantitate mare de apă se scurgerea prin carenă (partea exterioară a corpului unei nave, care se găseşte sub linia de plutire). Soluţia a fost construcţia unui şurub rotativ montat în interiorul unui cilindru.

În prezent, principiul de funcţionare al şurubului lui Arhimede este folosit inclusiv pentru pomparea lichidelor sau chiar a substanţelor solide precum cărbunii.

Catapulta lui Arhimede

Arhimede nu a inventat catapultele, dar a reuşit să le perfecţioneze prin creşterea puterii şi eficienţei acestora. De data aceasta, el a fost împins de la spate de razboialele în care era implicată Siracuza: a dezvoltat o catapultă capabilă să arunce o piatră de peste 200 de kilograme spre navele inamice, cu scopul de a le deteriora. De asemenea, se spune că tot Arhimede a creat şi catapultele bazate pe aburi.

Razele de căldură ale lui Arhimede

Una dintre cele mai controversate invenţii ale lui Arhimede este legată, de fapt, de o tehnică inedită de luptă. Se spune că, în timpul unui asediu asupra Siracuzei, Arhimede a folosit o lentilă convergentă pentru a direcţiona soarele spre navele inamice realizate din lemn. Practic, acest dispozitiv focaliza razele Soarelui spre corobii până când lemnul lua foc.

Totuşi, au fost mai multe situaţii în care s-a încercat reproducerea acestei invenţii cu materialele care existau la vremea respectivă, însă toate au eşuat, inclusiv experimentele realizate de studenţi de la MIT sau de realizatorii celebrei emisiuni MythBusters. Motivul? Lemnul se aprinde singur doar la temperaturi de peste 300 de grade, dificil de atins prin simpla utilizare a unei oglinzi care să redirecţioneze razele soarelui.

Cum functionau razele de caldura ale lui Arhimede

Pe lângă aceste invenţii, Arhimede este creditat cu numeroase alte teorii matematice, însă ar fi putut realiza şi altele dacă nu ar fi fost ucis de un soldat roman în timpul unui asediu asupra Siracuzei în anul 212 înaintea erei noastre.