Arkimedes var muligens verdens største vitenskapsmann — minst den største i den klassiske alder. Han var en fysiker, matematiker, astronom, oppfinner og ingeniør. Mange av hans oppfinnelser, teorier og begreper er fortsatt i bruk i dag. Hans kanskje mest kjente prestasjon var hans «Eureka» – øyeblikk, da han oppdaget prinsippet om oppdrift.

Biografi

Arkimedes levde i Syracuse på øya Sicilia i det tredje århundre B. C., På den tiden, Syracuse var en av de mest innflytelsesrike byer av den gamle verden, ifølge Scientific American. Handelsskip fra Egypt, Hellas og Phoenicia fylt byen-state ‘ s harbor. Det var også et knutepunkt for handel, kunst og vitenskap, i henhold til Arkimedes Palimpsest.

Etter å ha studert geometri og astronomi i Alexandria, «de største intellektuelle sentrum i den gamle verden,» ifølge Scientific American, Arkimedes slo seg ned i Syracuse til å forfølge et liv i tanken og oppfinnelse.

En av hans oppfinnelser var Arkimedes-skrue., Denne enheten bruker en korketrekker med et hult rør. Når skruen svinger, vannet er trukket opp i røret. Det ble opprinnelig brukt til å tømme vann fra en skipets skrog. Det er fortsatt brukes i dag som en metode for vanning i utviklingsland, i henhold til Arkimedes Palimpsest.

Arkimedes famously sa: «Gi meg en spak og et sted å stå, og jeg skal flytte verden.»Dette brautende krav uttrykker kraften i innflytelse, som, i hvert fall i overført betydning, som beveger verden., Arkimedes innså at for å utføre samme mengde arbeid, vil man kunne gjøre en trade-off mellom kraft og avstand ved hjelp av en spak. Hans Lov av Spaken stater, «Størrelsene er i likevekt på avstander reciprocally proporsjonal til deres vekter,» i henhold til «Arkimedes i det 21. Århundre,» en virtuell bok av Chris Rorres ved New York University.

Arkimedes også utviklet forsvar for Syracuse mot invaderende hærer. Han styrket veggene i Syracuse og bygget krigsmaskiner. Hans arbeider holdt av Romerne for to år. Imidlertid, i 212 B. C., styrkene under General Marcellus overtok byen.

Marcellus hadde respekt for Arkimedes og sendte soldater for å hente ham, slik at han kunne møte den berømte matematikeren. I henhold til Arkimedes Palimpsest, han var så fokusert på å løse et matematisk problem som han ikke visste Romerne hadde stormet byen. Når en soldat fortalte ham til å følge ham til å se de generelle, Arkimedes fortalte ham til å gå bort. Den rasende soldat slo ham ned. Marcellus beordret at Arkimedes bli begravet med laud., Arkimedes’ gravstein gravert med bildet av en sfære i en sylinder, for å illustrere en av hans geometriske tekster.

» Eureka! Eureka!’

Arkimedes har gått ned i historien som en fyr som løp naken gjennom gatene i Syracuse rope «Eureka!»— eller «jeg har det!»på gresk., Historien bak denne hendelsen var at Arkimedes var belastet med beviser at en ny krone laget for Hieron, kongen av Syracuse, var ikke rent gull som gullsmeden hadde hevdet. Historien ble først skrevet ned i det første århundre B. C. av Vitruvius, en Romersk arkitekt.

Arkimedes tenkt lenge og hardt, men kunne ikke finne en metode for å bevise at kronen ikke var solid gull. Like etter ble han fylt badekar og la merke til at vann sølt på kanten, som han fikk i, og han innså at vannet fordrevet av kroppen hans var lik vekten av kroppen hans., Å vite at gullet var tyngre enn andre metaller kronen maker kan ha erstattet i, Arkimedes hadde sin metode for å fastslå at kronen ikke var rent gull. Å glemme at han var avkledd, han løp naken nedover gatene fra sitt hjem til kongen til å rope «Eureka!»

Arkimedes prinsipp

Ifølge for å Grenseløs, den Arkimedes prinsipp sier at spenstig kraft på en gjenstand nedsenket i en væske, er lik vekten av væsken som er fordrevet på grunn av dette objektet.,

Hvis glasset er fylt til toppen med vann og deretter isbiter er lagt til det, hva skjer? Akkurat som vann sølt over kanten når Arkimedes gikk han badekar, vannet i glasset vil smitte over når isbiter er lagt til det. Hvis vannet som fløt ut og ble veid (vekt er en nedadgående kraft), ville det tilsvare oppover (oppdrift) kraft på objektet. Fra spenstig kraft, volum eller gjennomsnittlig tetthet av objektet kan bestemmes.,

Arkimedes var i stand til å fastslå at kronen ikke var rent gull på grunn av volumet av det fortrengte vannet, fordi selv om vekten av kronen var identisk til vekten av det gull som kongen gav kronen maker, volumet var annerledes på grunn av de ulike tettheter av metaller.

Bruker av Arkimedes prinsipp

Arkimedes prinsipp er en svært nyttig og allsidig verktøy. Det kan være nyttig i å måle volumet av uregelmessig objekter, slik som gull kroner, samt forklare atferd av alle objekter som er plassert i væske., Arkimedes’ prinsipp beskriver hvordan skip flyte, ubåter dykke, varm luft ballonger fly, og mange andre eksempler, i henhold til Vitenskapen Avklart. Den Arkimedes prinsipp er også brukt i et stort utvalg av vitenskapelig forskning fag inkluderer medisinske, tekniske, entomologi, engineering og geologi.

Aktuell forskning

Bein volumer/tettheter

Arkimedes prinsipp har mange bruker i medisinske og odontologiske feltet, og brukes til å bestemme tettheter av bein og tenner. I 1997 artikkel publisert i tidsskriftet Medical Engineering & Fysikk, forskere brukte Arkimedes prinsipp for å måle volumet av innsiden svampaktig en del av bein, også kjent som cancellous bein., Volumet brøkdel av cancellous bein kan brukes i ulike alder og helse-studier, inkludert å være en indeks i aldring studier, osteoporose, bein styrke, stivhet og elastisitet studier. Ulike metoder ved hjelp av Arkimedes prinsipp ble testet for å øke reproduserbarheten av målinger: hvor benet var nedsenket i destillert vann, en annen der benet var nedsenket i vann og surfaktant-løsning, og et tredje der benet ble plassert i en lukket beholder hvor endringene i gass-presset ble registrert.,

En artikkel publisert i 2017 i tidsskriftet Oral Kirurgi, Oral Medisin, Oral Patologi, Oral Radiologi er lignende i naturen til forrige artikkel hvor ulike metoder ble brukt for å bestemme reproduserbarhet, ett av dem var å bruke Arkimedes prinsipp. Den Arkimedes prinsipp ble sammenlignet ved bruk av cone beam computertomografi (CBCT) for å måle volumet av tennene. Testene sammenligne Arkimedes prinsipp og CBCT målinger viste at sistnevnte vil være en nøyaktig verktøy i planlegging tannbehandling.,

Ubåter

En enkel, pålitelig og kostnadseffektiv design for en ubåt som er beskrevet i 2014 artikkel i tidsskriftet Informatikk, Elektronikk og Visjon, er basert på Arkimedes prinsipp. Ubåter, i henhold til forfatterne, er utformet for å reise mens de er fullstendig neddykket under vann, og stole på at Arkimedes prinsipp for å opprettholde en konstant dybde., Utformingen av denne prototypen ubåten bruker beregninger som involverer masse, tetthet og volum av både ubåten og de fordrevne vann for å bestemme størrelsen som trengs av ballast tank, som vil bestemme mengden av vann enn det som kan fylle det, og derfor dybden som ubåten kan dykke.

Vann-går feil

Mens Arkimedes prinsipp er brukt i ubåten design for å hjelpe dem med å dykke og gjenoppstår, det forklarer også grunnen til at enkelte insekter kan gå på vannet., I 2016 studie publisert i Anvendt Fysikk Bokstaver, forskere brukte en metode for måling skygger opprettet av vannløpere for å måle kurvaturer i vannflaten. Disse dips kan deretter brukes til å avlede vann volumet som ble fordrevet som fører til den kraft som brukes til å holde vann-bugs flytende. Forfatterne sa det er en stor interesse i å forstå fysikken bak vann-går feil for å skape biomimetic vann-walking roboter.,

Geologi

En artikkel publisert i 2012 i Myk Saken beskriver et mer detaljert visning av Arkimedes prinsipp, som forfatterne kaller Generalisert Arkimedes Prinsipp. Den Arkimedes prinsipp som det brukes vanligvis kan bare bli brukt som en tilnærming i mange tilfeller er å studere sedimentering profiler, mens den generelle prinsippet kan forklare slike fenomener som tyngre partikler som flyter på toppen av en lett væske., Forfatterne’ – tasten point ligger i tetthet forstyrrelsene som er indusert av partikler suspendert i en væske, som ikke er tatt hensyn til i den tradisjonelle bruken av Arkimedes prinsipp, og en ny tilnærming til Arkimedes prinsipp er utledet.