Ученический проект Величайший гений человечества (Архимед) доклад, проект
Подготовила: Сычева Елизавета-ученица 8 класса Ярославского филиала МБОУ «Никифоровская СОШ №1»
Руководитель : Козлова О.В.
Величайший гений человечества
Ученический проект
Актуальность
Если говорить об учёных, опередивших своё время, то Архимед может считаться своеобразным рекордсменом в этом смысле. Многие его идеи нашли своих продолжателей лишь через тысячелетия. Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для которых служили его изобретения, оказывавшие ошеломляющее впечатление на современников.
Цель и задачи проекта
Цель проекта: изучить открытия Архимеда в физике , математике, астрономии, инженерии
Задачи проекта:
изучить литературу
познакомиться с открытиями и изобретениями Архимеда
Биография Архимеда
Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь.
Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона. После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы и унаследовал должность своего отца.
Основные работы Архимеда касались различных практических приложений математики, физики, гидростатики и механики
Первый закон который открыл Архимед , носит его имя.
Если нас спросят, какое открытие Архимеда является самым важным, мы начинаем перебирать- например: сожжение римского флота зеркалами, или винт, или определение числа Пи, или основы интегрального исчисления. Но все равно будем не до конца правы.
они дали мощный толчок для развития физики и математики.
Теорию о плавании тел, мы изучаем в курсе физики , с числом Пи знакомимся на уроках математики, с рычагами сталкиваемся ежедневно в повседневной жизни……
Изобретение Архимеда
Изобретённый Архимедом винт- архимедов винт (шнек) для вычерпывания воды до сих пор применяется в Египте.
По свидетельствам Диодора Сицилийского, римские рабы в Испании осушали целые реки при помощи устройства, которое изобрел Архимед во время визита в Египет
Машина изобретена Архимедом примерно в 250 году до н.э
Правитель Сиракуз построил в подарок египетскому царю многопалубный корабль. Его никак не удавалось спустить на воду. Архимед соорудил систему рычагов, с помощью которой он смог проделать эту работу одним движением руки.
«Дайте мне точку опоры, и я сдвину землю!»
Рычаг был известен и до Архимеда, но только он смог изложить ее математическую сущность и успешно применять ее на практике.
Он построил немало блочно-рычажных механизмов для облегчения подъема транспортировки тяжелых грузов
Открыл «золотое » правило механики: во сколько раз механизм дает выигрыш в силе, во столько же раз получается проигрыш в расстоянии
Открытия Архимеда
Первым открытием Архимеда в механике было понятие центра тяжести, то есть доказательство того, что в любом теле есть единственная точка, в которой можно сосредоточить его вес, не нарушив равновесного состояния.
В физику под именем закона Архимеда и архимедовой силы вошли понятия из его замечательного сочинения «О плавающих телах». Архимед является автором способа определения плотности тел путем измерения их объёма при погружении в жидкость.
Проблемы над которыми работал Архимед
«Почему в плоских зеркалах предметы сохраняют свою натуральную величину, в выпуклых – уменьшаются, а в вогнутых – увеличиваются; почему левые части предметов видны справа и наоборот; когда изображение в зеркале исчезает и когда появляется; почему вогнутые зеркала, будучи поставлены против Солнца, зажигают поднесенный к ним трут; почему в небе видна радуга; почему иногда кажется, что на небе два одинаковых Солнца, и много другого подобного же рода», – так описывают античные авторы проблемы, которые рассматривает Архимед в оптике.
Астрономия и Архимед
Архимед рассчитал расстояние между центрами Солнца и Земли, он внес соответствующую поправку. Это нововведение является важным вкладом в астрономическую науку.
Архимед создал свою систему мира с центром в Земле, но планетами Меркурием, Венерой и Марсом, обращающимися вокруг Солнца и вместе с ним — вокруг Земли. Архимед создал небесный глобус, который использовали как подвижную карту звездного неба. Заставив с помощью специальных механизмов перемещаться макеты светил, он создал своеобразный планетарий, демонстрировавший все видимые движения небесных тел и даже фазы Луны и солнечные затмения.
Математические открытия Архимеда
Работы Архимеда относились почти ко всем областям математики того времени: ему принадлежат замечательные исследования по геометрии, арифметике, алгебре.
Лучшим своим достижением он считал определение поверхности и объёма шара — задача, которую до него никто решить не мог
На могильной плите Архимеда, как завещал ученый, был изображен цилиндр с вписанным конусом и шаром, а эпитафия говорила о том, что объёмы этих тел относятся как 3:2:1. Ее видел Цицерон, посетивший Сицилию через 137 лет после смерти ученого.
Архимед-инженер
Слава Архимеда-инженера была внезапной и ошеломляющей. Инженерный гений Архимеда проявился при драматических обстоятельствах осады Сиракуз весной 214 г. до н.э., когда Архимеду было уже за семьдесят. Эта победа над римлянами стала величайшим триумфом, который когда-либо выпадал на долю учёных. Вот список устройств, усовершенствованных или созданных Архимедом для ведения обороны Сиракуз:
• камнеметательные машины;
• машины для сбрасывания камней и «груд свинца» на корабли;
• машины с «железными лапами», опрокидывавшие корабли;
• применение отверстий-бойниц в крепостных стенах.
Эврика
Хотелось бы отметить легенду, которую вы слышали ни раз, о том, как был открыт один из законов физики. Однажды, погрузившись в ванну в купальне, Архимед заметил, что своим телом он вытеснил часть воды, и она выплеснулась, а при этом вода его как бы поддерживала. Ученый сразу понял, что здесь и заключается решение мучавшей его проблемы. С криком “Эврика!” (Нашел!”) он выскочил из купальни и помчался по улице: ему не терпелось сделать вычисления. Так был открыт знаменитый Архимедов закон выталкивающей силы. Архимед рассчитал, выталкивающую силу, действующую на погруженное в жидкость тело.
Теорема Архимеда
А теперь рассмотрим одно из его великих открытий.
Тела, которые тяжелее жидкости будучи опущены в неё, погружаются всё глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своём весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объёме тел.
Интересный факт:
Знаменитое “Эврика” было произнесено Архимедом не тогда, когда он мылся в ванне, а по поводу закона удельного веса металлов.
Закон Архимеда
Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объёме этого тела.
Условия плавания тел:
Тело тонет, если сила тяжести больше силы Архимеда.
Тело плавает, если сила тяжести равна силе Архимеда.
Тело всплывает, если сила тяжести меньше силы Архимеда.
Зависимость условий плавания тел от плотности жидкости
1. Если плотность тела равна плотности жидкости, то тело плавает на любой глубине в жидкости.
2. Если плотность тела больше плотности жидкости, то тело тонет в жидкости.
3. Если плотность тела меньше плотности жидкости, то тело всплывает.
Почему не тонет мяч?
Вес любого тела, погруженного в жидкость, уменьшается, и причина этого- выталкивающее действие жидкости на тело снизу вверх.
Все жидкости выталкивают тела снизу вверх, и все тела выталкиваются жидкостями.
Выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё тело зависит от плотности жидкости и объёма.
Это интересно
Для судоходства опасность представляют айсберги- у них лишь десятая часть видна над водой, а под водой находится огромная масса.
Рыбы могут менять свой объём за счёт плавательного пузыря.
Кит может менять глубину погружения за счёт изменения объёма своих лёгких.
Жир в супе и сливки в молоке оказываются на поверхности.
Наследие Архимеда
Архимед погиб во время осады Сиракуз: его убил римский воин в тот момент, когда ученый был поглощен поисками решения поставленной перед собой проблемы. Любопытно, что, завоевав Сиракузы, римляне так и не стали обладателями трудов Архимеда. Только через много веков они были обнаружены европейскими учеными.
Только в XVI-XVII веках европейские математики смогли, наконец, осознать значение того, что было сделано Архимедом за две тысячи лет до них. Он оставил многочисленных учеников… Архимеду принадлежит множество технических изобретений, завоевавших ему необычайную популярность среди современников. Его открытия опередили свое время как минимум на 17 веков. Поэтому Архимеда можно с полным правом считать одним из величайших гениев человечества.
Наследие Архимеда
Многие изобретения Архимеда не вышли из употребления до сих пор. Винтообразный насос, открытый при изучении спиралей, использовался для орошения земель в долине Нила еще в древности. «Архимедов винт» широко применялся для откачки воды из шахт, а ныне составляет рабочий элемент во многих приборах, например, в мясорубках и бетономешалках.
Принцип фокусирования лучей, открытый Архимедом, широко применяется в параболических антеннах и телескопах. На этом основаны лазеры, используемые в самых разных областях науки и техники — в военном деле, медицине, компьютерной технике.
Вывод
Трудно более высоко оценить гениальность этого древнегреческого ученого. В наших учебниках математики и физики, во многих вещах и инструментах, которыми мы постоянно пользуемся, так или иначе отражен вклад Архимеда в историю человечества. Его достижения не ушли в прошлое. Они живут и в настоящем, освещая нам будничную жизнь.
На новый путь, открытый Архимедом, устремилось целое поколение последователей, энтузиастов, которые горели желанием, как и учитель, доказать свои знания конкретными завоеваниями.
Используемые ресурсы
http://mnogogranniki.ru/stati/191-mnogogranniki-arkhimeda.html
https://yandex.ru/images/
http://www.abc-people.com/data/archimed/
Скачать презентацию
1
Первый слайд презентации: ВЕЛИКИЙ АРХИМЕД, ЕГО ОТКРЫТИЯ И ИЗОБРЕТЕНИЯ
Материал подготовила
Учитель физики ГБОУ Школы №1981
г.
Москвы Аликуева Е.А.
2017 год
Изображение слайда
2
Слайд 2
Изображение слайда
3
Слайд 3: Рождение
Архиме́д (Ἀρχιμήδης; 287 — 212 до н. э. ) древнегреческий математик, физик и инженер из Сиракуз Сделал множество открытий в геометрии. Заложил основы механики, гидростатики, был автором ряда важных изобретений.
Изображение слайда
4
Слайд 4: Детство
Отцом Архимеда, возможно, был математик и астроном Фидий. По утверждению Плутарха, Архимед состоял в близком родстве с Гиероном II, тираном Сиракуз.
Изображение слайда
5
Слайд 5: Обучение
Для обучения Архимед отправился в Александрию Египетскую — научный и культурный центр того времени. Для обучения Архимед отправился в Александрию Египетскую — научный и культурный центр того времени.
Изображение слайда
6
Слайд 6: Открытия
Архимед прославился многочисленными механическими конструкциями. Изобретённый им архимедов винт (шнек) для вычерпывания воды до сих пор применяется в Египте. «Это изобретение, – писал Галилей об архимедовом винте, – не только великолепно, но просто чудесно, поскольку мы видим, что вода подымается в винте, беспрерывно опускаясь».
Изображение слайда
7
Слайд 7: Открытия
Архимед проверяет и создает теорию пяти механизмов, именуемых “простые механизмы”.
Это – рычаг (“Дайте мне точку опоры, – говорил Архимед, – и я сдвину Землю”), клин, блок, бесконечный винт и лебедка..
Изображение слайда
8
Слайд 8: Изобретения
Легенда повествует о том, что Архимеду удалось сдвинуть с места одним движением руки тяжелый многопалубный корабль «Сиракузия» благодаря разработанной им системе блоков, так
Изображение слайда
9
Слайд 9: Изобретения
Полиспаст – система (из N штук) подвижных и неподвижных блоков, соединенных в общих держателях, обеспечивающих 2N кратный выигрыш в силе
Изображение слайда
10
Слайд 10: Метательная машина ближнего действия
Изображение слайда
11
Слайд 11: Изобретения
«Лапа Архимеда», уникальная подъемная машина и прообраз современного крана.
Внешне она была похожа на рычаг, выступающий за городскую стену и оснащенный противовесом. Если римский корабль пытался пристать к берегу около Сиракуз, этот «манипулятор» захватывал его нос и переворачивал. (вес римских трирем превышал 200 тонн, а у пентер мог достигать и всех 500), затапливая атакующих.
Изображение слайда
12
Слайд 12: Изобретения
Римский флот встал на якорь неподалеку от города. По легенде, Архимед сконструировал большое зеркало,, при помощи которого «сконцентрировал» солнечный свет на флоте противника и спалил его дотла.
Изображение слайда
13
Слайд 13: Открытия
В физике Архимед ввел понятие центра тяжести, установил научные принципы статики и гидростатики, дал образцы применения математических методов в физических исследованиях.
Изображение слайда
14
Слайд 14: Закон Архимеда
Существует предание, что идея этого закона посетила Архимеда, когда он принимал ванну; с возгласом «Эврика!» он выскочил из ванны и нагим побежал записывать пришедшую к нему научную истину.
Изображение слайда
15
Слайд 15: Закон Архимеда
Изображение слайда
16
Слайд 16: Корона царя Гиерона
Царь Гиерон, живший 250 лет до н.э. поручил ему проверить честность мастера, изготовившего золотую корону
Архимед рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объёме короны.
Определив затем объём короны, он смог вычислить её плотность. Плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Мастер был изобличён в обмане.
Изображение слайда
17
Слайд 17: В астрономии
Строительство «планетария» для наблюдения за движением пяти планет Солнечной системы, восходом Солнца и Луны Построил также прибор для определения видимого диаметра солнца
Изображение слайда
18
Слайд 18: В математике
Обосновал метод расчета площади параболического сегмента, причем сделал это за две тысячи лет до открытия интегрального исчисления. В труде “Об измерении круга” Архимед впервые вычислил число “пи” – отношение длины окружности к диаметру – и доказал, что оно одинаково для любого круга.
Изображение слайда
19
Слайд 19: Гибель Архимеда
Архимед погиб во время осады Сиракуз: его убил римский воин в тот момент, когда ученый был поглощен поисками решения поставленной перед собой проблемы.
Изображение слайда
20
Слайд 20: Палимпсест Архимеда»
«Палимпсест Архимеда» — христианская книга, составленная в 12 веке из «языческих» пергаментов 10 века. Для этого с них смыли прежние письмена, и на полученном материале написали церковный текст. К счастью, палимпсест был сделан некачественно, поэтому на просвет оказались видны старые буквы. В 1906 году выяснилось, что это три неизвестных ранее труда Архимеда.
Изображение слайда
21
Слайд 21: В память
Один из крупных лунных кратеров (82 километра в ширину) был назван именем Архимеда.
Изображение слайда
22
Последний слайд презентации: ВЕЛИКИЙ АРХИМЕД, ЕГО ОТКРЫТИЯ И ИЗОБРЕТЕНИЯ: Источники информации
http://elementy.ru/trefil/21067/Zakon_Arkhimeda http://class-fizika.narod.ru/7_archim.htm http://900igr.net/kartinki/fizika/Zakon-Arkhimeda/Zakon-Arkhimeda.html https://ru.wikipedia.org/wiki/ http://alternathistory.com/voennye-mashiny-arkhimeda https://www.google.ru/search?q= http://nsportal.ru/workspace/589732
Изображение слайда
Архимед. Курс истории физики
Архимед
Архимед родился в 287 г. до н. э. в Сиракузах, на острове Сицилия. Сицилия была дальним западным форпостом греческой культуры. Здесь жил и умер Эмпедокл, сюда приезжал Платон осуществлять свои идеи об идеальной структуре рабовладельческого государства, и еще в годы детства Архимеда эпирский царь Пирр вел здесь войну с римлянами и карфагенянами, пытаясь создать новое греческое государство.
В этой войне отличился один из родственников Архимеда—Гиерон, ставший в 270 г. до н. э. правителем Сиракуз. Отец Архимеда, астроном Фидий, был одним из приближенных Гиерона, и это открыло ему возможность дать сыну хорошее образование. Но Архимед не поехал в Афины, а отправился в Александрию, где у него сложились дружеские отношения с астрономом Кононом, математиком и географом Эратосфеном, с которыми он поддерживал в дальнейшем научную переписку.
Архимед вернулся в Сицилию зрелым математиком, однако первые его труды были посвящены механике Интересно отметить, что Архимед в своих математических работах нередко опирается на механику. Он использует принцип рычага при решении ряда геометрических задач. Вообще говоря, Архимед был представителем математической физики, вернее, физической математики.
Принцип рычага и учение о центре тяжести являются важнейшими (наряду с законом Архимеда) научными достижениями Архимеда в области механики.
Архимед был не только математиком и механиком.
Он был одним из крупнейших инженеров своего времени, конструктором машин и механических аппаратов. Он изобрел машину для поливки полей («улитку»), водоподъемный винт и особенно успешно разрабатывал конструкции военных машин. Это был первый ученый, уделявший много внимания и сил военным задачам. К этому его побуждало политическое положение Сиракуз. Архимеду было 23 года, когда началась 1-я Пуническая война между Римом и Карфагеном, и 69 лет, когда началась 2-я Пуническая война, во время которой он и погиб (212 г. до н. э.).
В борьбе между Римом и Карфагеном вопрос об обладании Сицилией занимал важное место. Оба могущественных государства прилагали немало усилий, чтобы склонить на свою сторону Сиракузы. Гиерон и его преемники стремились всячески сохранить независимость, но понимали, что военное столкновение с Римом неизбежно, и готовились к грядущей тяжелой военной схватке. В оборонительных планах Сиракуз военная техника занимала видное место, и инженерный гений Архимеда сыграл при этом огромную роль.
Под руководством Архимеда сиракузяне построили множество машин различного назначения. Когда римляне высадили в Сицилии сухопутное войско под предводительством Аппия Клавдия, а под стенами Сиракуз появился римский флот под командованием Марцелла, то наступила очередь Архимеда.
Предоставим слово греческому историку Плутарху, написавшему биографию Марцелла: «При двойной атаке римлян (т е. с суши и с моря. – П. К.) сиракузцы онемели, пораженные ужасом. Что они могли противопоставить таким силам, такой могущественной рати? Архимед пустил в ход свои машины Сухопутная армия была поражена градом метательных снарядов и громадных камней, бросаемых с великой стремительностью. Ничто не могло противостоять их удару, они все низвергали пред собой и вносили смятение в ряды Что касается флота — то вдруг с высоты стен бревна опускались, вследствие своего веса и приданной скорости, на суда и топили их. То железные когти и клювы захватывали суда, поднимали их в воздух носом вверх, кормою вниз и потом погружали в воду А то суда приводились во вращение и, кружась, попадали на подводные камни и утесы у подножия стен.
Большая часть находя щихся на судах погибала под ударом Всякую минуту видели какое-нибудь судно поднятым в воздухе над морем Страшное зрелище!…»
Попытка Марцелла противопоставить технике Архимеда римскую военную технику потерпела крах. Архимед разбил громадными камнями осадную машину «самбуку», и Марцеллу пришлось увести флот в безопасное место, дать приказ об отходе сухопутной армии и перейти к длительной осаде. Архимед погиб вместе с родным городом, убитый римским солдатом при взятии Сиракуз. Таким образом, Архимед вошел в историю как один из первых ученых, работавших на войну, и как первая жертва войны среди людей науки.
Остановимся на результатах его исследований в области физики. Основные научные проблемы, выдвинутые развитием техники древнего мира, были в первую очередь проблемами статики. Строительная и военная техника была теснейшим образом связана с вопросами равновесия и подво дила к выработке понятия центра тяжести. В основе строительной и военной техники лежал рычаг Рычаг позволял поднимать большие тяжести, преодолевать значительные сопротивления, затрачивая относительно небольшие усилия Он и основанные на нем машины помогли человеку «перехитрить» природу.
Отсюда и пошло название «механика». Греческое слово «механе» означало орудие, приспособление, осадную или театральную машину, а также уловку, ухищрение.
В течение многих веков механика рассматривалась как наука о простых статических машинах. Ее основой была теория рычага, изложенная Архимедом в сочинении «О равновесии плоских фигур». В основе этой теории лежат следующие постулаты:
«1 Равные тяжести на равных длинах уравновешиваются, на неравных же длинах не уравновешиваются, но перевешивают тяжести на большей длине.
2. Если при равновесии тяжестей на каких-нибудь длинах к одной из тяжестей будет что-нибудь прибавлно, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, к которой было прибавлено.
3. Точно так же если от одной из тяжестей будет отнято что-нибудь, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, от которой не было отнято».
Не подлежит сомнению, что постулаты проверены длительной технической практикой, которая делает их «очевидными».
Основываясь на этих постулатах, Архимед доказывает следующие теоремы: «Соизмеримые величины уравновешиваются на длинах, которые будут обратно пропорциональны тяжестям». И далее: «Если величины будут несоизмеримы, то они точно так же уравновесятся на длинах, которые обратно пропорциональны этим величинам». В этих предложениях содержится первая точная формулировка закона рычага. При этом под «величинами» следует понимать модули сил, действующих на рычаг.
Кроме закона рычага, в книге «О равновесии плоских фигур» содержатся определения центров тяжести треугольника, параллелограмма, трапеции, параболического сегмента, трапеции, боковые стороны которой являются дугами парабол. Понятие центра тяжести предполагается известным, и в начале книги приводятся постулаты о центрах тяжести (при совмещении конгруэнтных фигур центры тяжести совмещаются; центры тяжести подобных фигур подобно же расположены; у фигур с выпуклым периметром центр тяжести находится внутри фигуры). Само же определение центра тяжести, данное Архимедом, встречается в сочинении Паппа Александрийского, жившего в конце III в.
н. э. Это определение гласит: «Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри его точка —такая, что если за нее мысленно подвесить тело, то оно остается в покое и сохраняет первоначальное положение». Чтобы прийти к этому определению, понадобился длительный практический опыт, обобщением которого и явилась механика Архимеда.
Как мы уже говорили, Архимед использовал полученные им в механике результаты для формулировки математических выводов. Так, он использует закон рычага при вычислении площади параболического сегмента и объем шара. Эти вычисления Архимеда являются начальным этапом интегрального исчисления.
Переходим теперь к знаменитому закону Архимеда. Этот закон изложен в сочинении «О плавающих телах»
Сиракузы были портовым и судостроительным городом. Вопросы плавания тел ежедневно решались практически, и выяснить их научные основы, несомненно, казалось Архимеду актуальной задачей. Правда, существует легенда, что Архимед пришел к своему закону, решая задачу, содержит ли золотая корона, заказанная Гиероном мастеру, посторонние примеси или нет.
Но задача, поставленная Гиероном, требовала знания объема короны и объема золота того же веса и, собственно, закона Архимеда для своего решения не требовала.
Вероятно, мотивы работы Архимеда были все же более глубокими. Он разбирает не только условия плавания тел, но и вопрос об устойчивости равновесия плавающих тел различной геометрической формы. Научный гений Архимеда в этом сочинении, оставшемся, по-видимому, незаконченным, проявляется с исключительной силой. Полученные им результаты получили современную формулировку и доказательство только в XIX в.
Сочинение Архимеда начинается описанием природы жидкости, которая, по Архимеду, такова, «что из ее частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилегающих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными, и что каждая из ее частиц сдавливается жидкостью, находящейся над ней, по отвесу». Это определение позволяет Архимеду сформулировать основное положение: «Поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму шара, центр которого совпадает с центром Земли».
Таким образом, Архимед считает Землю шаром и поверхность тяжелой жидкости, находящейся в равновесии в поле тяжести Земли, сферической. Он доказывает далее, что тела одинакового удельного веса с жидкостью (он называет их «равнотяжелыми с жидкостью») погружаются настолько, что их поверхность совпадает с поверхностью жидкости. Более легкое тело погружается настолько, что объем жидкости, соответствующий погруженной части тела, имеет вес, равный весу всего тела. Путем логических рассуждений Архимед приходит к предположениям, содержащим формулировку его закона:
«VI. Тела более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела».
«VII. Тела более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться, пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела».
В остальных предложениях первой и второй книги Архимед разбирает условия равновесия тел, плавающих в жидкости, причем тела имеют форму сферического или параболического сегмента.
Как было уже сказано, выводы, полученные Архимедом, были подтверждены и развиты математиками и механиками XIX в., установившими такие понятия, как «плоскость плавания», «поверхность сечений», «поверхность центров», «метацентр». Основы гидростатики были заложены Архимедом и лишь в конце XVI и первой половине XVII столетия были развиты Стевиным, Галилеем, Паскалем и другими учеными.
Кроме математики и механики, Архимед занимался оптикой и астрономией. Сохранилась легенда о том, что Архимед использовал в борьбе с римским флотом вогнутые зеркала, поджигая корабли сфокусированными солнечными лучами. Имеются сведения о том, что Архимедом было написано не дошедшее до нас большое сочинение по оптике под названием «Катоптрика». Из дошедших до нас отрывков, цитируемых древними авторами, видно, что Архимед хорошо знал зажигательные действия вогнутых зеркал, проводил опыты по преломлению света, знал свойства изображений в плоских, выпуклых и вогнутых зеркалах.
О занятиях Архимеда астрономией свидетельствуют рассказы о построенной им астрономической сфере, захваченной Марцеллом как военный трофей, и сочинение «Псаммит», в котором Архимед подсчитывает число песчинок во Вселенной. Сама постановка задачи представляет большой исторический интерес: точное естествознание впервые приступило к подсчетам космического масштаба, пользуясь неудобной системой чисел. Результат, полученный Архимедом, выражается в современных обозначениях числом 1063. Кроме того, в сочинении Архимеда впервые в истории науки сопоставляются две системы мира; геоцентрическая и гелиоцентрическая. Архимед указывает, что «большинство астрономов называют миром шар, заключающийся между центрами Солнца и Земли».
Архимед сообщает далее, что Аристарх Самосский предполагает мир гораздо большим. «Действительно, он предполагает, что неподвижные звезды и Солнце находятся в покое, а Земля обращается вокруг Солнца по окружности круга, расположенного посередине между Солнцем и неподвижными звездами.
..» Архимед интерпретирует мысль Аристарха как равенство отношения размеров мира к размерам Земли, отношению радиуса сферы неподвижных звезд к радиусу земной орбиты. Таким образом, Архимед принимает мир хотя и очень большим, но конечным, что позволяет ему довести свой расчет до конца.
Архимед—вершина научной мысли древнего мира. Последующие ученые — Герон Александрийский (1—11 вв. до н. э.), Папп Александрийский (III в н. э.) — мало что прибавили к наследию Архимеда, и их труды по механике носят компилятивный характер.
Со времен Герона и Паппа механику стали принимать как науку о простых машинах, из которых основными считались пять; ворот, рычаг, блок, клин и винт. Последние две машины основаны на свойствах наклонной плоскости, закон действия которой не был известен ни самому Архимеду, ни последующим древним и средневековым авторам.
Герон прославился как изобретатель остроумных автоматов и эолипила, первого теплового двигателя, представляющего по своей сути модель первой паровой турбины.
Правда, эолипил Герона никакой полезной работы не производил и оставался забавной игрушкой. Это показывает, что преждевременные открытия не получают развития до тех пор, пока не созреют условия для их освоения и разработки. История теплового двигателя началась только в XVII в. после открытия атмосферного давления. Любопытно, что многие автоматы Герона по существу были основаны на действии атмосферного давления, хотя сам Герон, конечно, никакого представления о давлении воздуха не имел и действие широко применяемого им сифона объяснял неразрывностью водяной струи.
Следует отметить также, что Герон Александрийский впервые обосновал закон отражения света принципом наименьшего времени: световой луч отражается от зеркала таким образом, что световой путь, соединяющий источник света, зеркало и приемную точку, требует для своего прохождения наименьшего времени. Так началась история важного для оптики вариационного принципа ферма — Гамильтона…
Говоря об оптике древности, следует отметить, что древние ученые, в том числе и Архимед, сделали ряд интересных наблюдений по преломлению света и метеорологической оптике Однако точный закон преломления им не был известен.
Великий астроном древнего мира Клавдий Птолемей, с удивительным искусством разработавший теорию движения планет по геоцентрической системе мира, производил довольно точные измерения углов падения и преломления света в воде, в стекле. Однако из своих данных он не вывел закон преломления и считал угол преломления пропорциональным углу падения Такой формулировкой закона преломления пользовался и Кеплер, да и сейчас в элементарных учебниках при выводах формул линз, полагая углы падения небольшими (оптика «нулевых пучков»), заменяют синусы углов самими углами.
Что касается оптических теорий древних, то в таком сложном и тонком физическом явлении, как свет, было трудно нащупать правильный подход.
Теория зрительных лучей широко использовалась Евклидом, Архимедом и Птолемеем. Атомисты выдвинули теорию «образов», отделяющихся от вещей и вызывающих в глазу зрительные ощущения. Аристотель, выступая против теории зрительных лучей, думал и о посредствующей среде, и в его неясной формулировке можно усмотреть намек на волновую теорию.
Цвета, по Аристотелю, обусловлены смешением темного и светлого. Вообще физика Аристотеля широко оперирует с противоположными качествами: тепло — холод, сухость — влажность, тьма — свет. Эта «физика качеств» получила широкое распространение в эпоху средневековья.
монет Архимеда “Эврика!” в обнаженном виде — и другие безумные а-ха моменты науки
Примечание редактора: Ниже приводится отрывок из книги «Они назвали меня сумасшедшим: гений, безумие и ученые, которые раздвинули границы знаний » Джона Монахана (на английском языке). продажа 7 декабря от Berkley) . В ней Монахан берет у читателя архетипическую “Эврику” Архимеда! момент для чреватых открытий Дж. Роберта Оппенгеймера.
Его гений сиял, как маяк, во всем эллинистическом мире, а его ослепительные математические прозрения и чудесные изобретения продолжают очаровывать нас и по сей день. К сожалению, большая часть его реальной жизни скрыта туманом времени.
В отсутствие фактов выросло множество легенд, перемежающихся рассказами из вторых и третьих рук разной точности. Галилей почитал его. Медаль Филдса, одна из самых престижных наград для математиков, носит его изображение. Исламский геометр X века Аб Сахл аль-Х был настолько впечатлен его работами, что назвал его «имамом математики» (Hirshfeld, 2009).). Ему приписывают вычисление числа пи и объема Вселенной, открытие принципов плавучести, изобретение водяных насосов и создание боевых машин, способных остановить римскую армию. Не говоря уже об изобретении того, что могло быть первым в мире лучом смерти. Имя этого легендарного гения, возможно, величайшего математика и изобретателя всех времен — Архимед.
Его жизнь началась на залитых солнцем берегах острова Сицилия, в городе-государстве Сиракузы. Первоначально греческая колония, расположенная на узле средиземноморской торговли, это был один из самых влиятельных городов древнего мира, описанный Цицероном как «величайший греческий город и самый красивый из всех».
Его гавань была заполнена египетскими, греческими и финикийскими торговыми судами, перевозившими всевозможные масла, вина и экзотические специи. В отличие от большинства других городов-государств того времени, лидеры Сиракуз сумели безопасно пройти через коварные политические воды между Римом и Карфагеном, сверхдержавами того времени. Итак, ко времени рождения Архимеда Сиракузы пережили необычайный период мира и процветания.
Точные даты установить сложно, но считается, что Архимед родился около 287 г. до н.э. Его отцом был астроном Фидий, который передал юному Архимеду свою любовь к звездам, планетам и другим чудесам вселенной. Примерно в возрасте семи лет мальчик Архимед должен был получить формальное образование, типичное для греческих мужчин, включая уроки греческой грамматики, литературы и музыки, а также занятия спортом, такими как бег и метание диска и копья.
Когда Архимед был подростком, произошло событие, которое имело важные последствия для молодого человека.
Около 270 г. до н. э. Гиерон, военачальник и незаконнорожденный сын сиракузского дворянина, захватил власть и стал царем Сиракуз. Архимед и Гиерон были друзьями; некоторые даже предположили, что они могли быть связаны. Было это правдой или нет, но между двумя мужчинами образовались длительные отношения, которые сослужили бы им обоим хорошую службу.
Вскоре после того, как Гиерон занял трон, Фидий отправил юного Архимеда продолжить свое образование за море в легендарный город Александрию. Основанный в Египте недалеко от дельты Нила легендарным Александром Македонским, город был построен одним из генералов Александра, Птолемеем. Когда он сменил Александра и стал царем Египта, Птолемей I посвятил город стремлению к культуре и обучению, превратив его в величайший интеллектуальный центр древнего мира.
Город был домом для храма Муз, происхождение нашего слова музей. Это было не одно здание, а комплекс зданий, включающий лекционные залы, кабинеты для вскрытия, ботанические сады и даже зоопарк, а также помещения для приезжих ученых со всего известного мира.
Рядом с музеем находилась знаменитая Александрийская библиотека. В то время библиотека была величайшим хранилищем знаний, которое когда-либо знала цивилизация, и содержала более полумиллиона произведений.
В музее Архимед учился у учеников известного математика Евклида. Одним из его выдающихся учителей был Конон Самосский, не только самостоятельный блестящий математик, но и опытный астроном, изучавший затмения и открывший созвездие Волос Вероники. Он и Архимед подружились на всю жизнь и часто писали друг другу письма даже после того, как последний вернулся в Сиракузы.
Помимо Конона, Архимед установил прочные дружеские отношения со многими своими однокурсниками, включая Эратосфена. В последующие годы Эратосфен стал главой библиотеки и точно вычислил окружность Земли, используя длину теней, отбрасываемых в день летнего солнцестояния. Он и Архимед установили длительную переписку, рассказывая друг другу о своих последних открытиях.
Находясь в Александрии, Архимед начал свою карьеру изобретателя, разработав устройство для перемещения воды в гору.
То, что стало известно как винт Архимеда, состояло из полого цилиндра. Внутри него находился центральный стержень, вокруг которого была намотана длинная спиральная лопасть, похожая на резьбу винта. Один конец устройства помещался в воду, а другой конец располагался вверху под углом. Когда центральный вал вращался вручную или с помощью тягловых животных, он поворачивал лопасть, которая, в свою очередь, выталкивала воду вверх по полому цилиндру и наружу через верхний конец. С помощью машин Архимеда крестьяне могли легко орошать свои поля, а моряки могли откачивать льяльные воды своих кораблей. Современные версии винта Архимеда до сих пор используются на водоочистных сооружениях и для перемещения зерна; миниатюрная версия используется для поддержания кровотока у пациентов с сердцем.
В конце концов, Архимед завершил свое образование и вернулся в Сиракузы, где провел остаток своей жизни. Вскоре после того, как он вернулся домой, царь Гиерон заставил своего недавно вернувшегося друга работать.
Это одна из самых известных историй об Архимеде, в которой фигурирует золотая корона в форме лаврового венка.
Корона была подарена королю Гиерону и должна была быть сделана из чистого золота, которое ювелир получил для проекта. Однако ювелиры нередко подмешивали или разбавляли золото более дешевыми металлами, такими как серебро. Король заподозрил, что художник сделал именно это, и прикарманил разницу. Проблема заключалась в том, что корона была не только прекрасным произведением искусства, но и предназначалась для использования в религиозной церемонии, а потому считалась священным предметом. Если нужно было обнаружить истинный состав, это нужно было сделать, не повредив при этом саму корону.
Король задал вопрос всем своим советникам, но они не смогли разгадать тайну. Архимед взялся за дело. Он долго размышлял над этим, но, согласно рассказу, ответ пришел к нему во вспышке вдохновения. Он посещал общественную баню, и когда он вошел в ванну с водой, она начала переливаться через край.
Чем больше он погружался в воду, тем больше она переполнялась. Он понял, что количество пролитой воды пропорционально объему тела, помещенного в воду. Далее он установил связь, что если он поместит корону в определенное количество воды, и она вытеснит больше воды, чем такой же вес чистого золота, то корона и чистое золото должны иметь разный объем. Иными словами, если бы они имели разный объем, то корона не могла бы быть из чистого золота.
Он был так взволнован своим открытием, что выпрыгнул из ванны и побежал домой по улицам, все еще мокрый и голый, с криком: «Он у меня! У меня есть это!” Древнегреческим словом для этого является Эврика! Царь был восхищен великолепием проницательности Архимеда. Ювелира не было. Испытание Архимеда сработало. Корона была не из чистого золота, и незадачливого кузнеца казнили.
Когда Архимед не помогал своему другу царю и не раздавал крылатые фразы бесчисленным изобретателям и гениям, он погружался в математику. Особенно его интересовали кружки.
Другие греческие математики отмечали, что существует связь между длиной окружности и ее диаметром. Сегодня мы представляем эту связь с греческой буквой пи. Архимед знал, что длина окружности чуть более чем в три раза превышает его диаметр, но он хотел рассчитать ее точнее.
Сначала Архимед нарисовал круг. Он знал, как вычислить периметр многоугольников или многогранных фигур, таких как шестиугольники и восьмиугольники, поэтому внутри круга он нарисовал многоугольник, точно вписывающийся в него. Затем он нарисовал многоугольник с таким же количеством сторон сразу за пределами круга так, чтобы он касался круга внутри. Вычислив периметр обоих многоугольников, Архимед мог сделать вывод, что длина окружности лежит где-то между ними.
Сначала это не давало очень точной цифры, но потом Архимед стал увеличивать количество сторон своих многоугольников. Он начал с треугольников, затем перешел к шестиугольникам (шестиугольникам), затем к двенадцатиугольникам (двенадцатиугольникам) и так далее.
По мере увеличения числа сторон Архимед все ближе и ближе подходил к действительному значению числа пи.
В конце концов, он дошел до девяносто шестигранной фигуры, эннеаконтагексагона. Закончив расчеты, он написал: «Длина окружности в три раза больше диаметра и превышает его менее чем на одну седьмую часть диаметра и более чем на десять семьдесят одну». Другими словами, он установил, что пи находится между 3 1/7 и 3 10/71. У Архимеда не было преимущества десятичной системы, но если бы она была, его значение числа пи было бы между 3,1428 и 3,1408. Нажатие клавиши «пи» на современном калькуляторе дает значение 3,14159.26, поразительно близко к фигуре Архимеда.
Пока Архимед боролся с подобными математическими задачами, его концентрация была настолько велика, что, возможно, это способствовало формированию у нас образа рассеянного профессора. Греческий историк Плутарх описывает его как «постоянно околдованного Сиреной, которая всегда сопровождала его». Далее он пишет, что Архимед был «одержим великим экстазом и, по правде говоря, был рабом муз» (Hirshfeld, 2009).
Эта одержимость часто проявлялась в том, что Архимед забывал о мирских задачах, таких как еда или переодевание. Он также использовал почти любую доступную поверхность для своих письменных расчетов, включая пепел от огня, землю снаружи и даже масло, помазанное на его собственной коже. Плутарх далее отмечал, что «все свои привязанности и честолюбие он вложил в те более чистые рассуждения, где не может быть никаких ссылок на вульгарные потребности жизни».
Другой пример применения Архимедом своего математического гения к обычным объектам касается поверхностей сфер и цилиндров. Он представил себе сферу, которая просто поместится внутри цилиндра, так что стороны цилиндра всегда будут соприкасаться со стороной сферы. Верх и низ цилиндра также будут соприкасаться со сферой. Затем Архимед вычислил площадь поверхности обоих объектов, сферы и содержащего ее цилиндра. Он был поражен, обнаружив, что поверхность сферы всегда составляет две трети площади поверхности цилиндра. Неважно, насколько они были велики или малы, пока сфера и цилиндр плотно прилегали друг к другу, соотношение площадей их поверхностей всегда составляло 2:3.
То же соотношение сохранялось, когда он вычислял их объем. Сфера всегда имела две трети объема цилиндра. Это может показаться тривиальным открытием, но для Архимеда оно было удивительным, потому что подтверждало его веру во вселенную, которую можно понять, поскольку она подчиняется обычным математическим принципам.
Математика была тем местом, где Архимед испытывал наибольшую радость. Он рассматривал свои многочисленные изобретения и блестящие инженерные достижения просто как отвлечение от своих математических достижений. По иронии судьбы, именно одно из этих отвлечений привело к другой известной истории. Однажды Архимед сказал: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Царь Гиерон услышал о хвастовстве и велел ему доказать это. Королевские кораблестроители недавно завершили строительство крупнейшего в то время корабля в мире. Названное «Сиракузии» и предназначенное в качестве подарка египетскому правителю Птолемею, это было чудовищное трехмачтовое судно весом более двух тысяч тонн.
Теперь нужно было спустить на воду огромный корабль. Царь сказал Архимеду, что если он сможет в одиночку опустить это в воду, то ему поверят.
Архимед быстро приступил к работе. Он сконструировал сложную серию канатов и шкивов и прикрепил их к кораблю. Другой конец канатов был прикреплен к вращающейся спирали, типу большого винтового устройства, прикрепленного к причалу. Слухи о вызове распространились, и когда Архимеду пришло время доказать свою похвальбу, люди со всего города пришли, чтобы засвидетельствовать это. На глазах у царя и народа Архимед тихо сел рядом со спиралью и начал крутить ручку. По мере того как веревки растягивались, толпа затаила дыхание, и вдруг могучий корабль тронулся. Медленно, но неуклонно сиракузский гений опускал громадное судно на воду. Толпа разразилась дикими аплодисментами, и царь был так впечатлен, что заявил: «Я приказываю с этого дня, чтобы Архимеду верили во всем, что он говорит».
Закрепив свою славу, Архимед вернулся к своим математическим занятиям.
Доказав, что он может перевернуть мир, теперь он нацелился на всю вселенную. В частности, он утверждал, что может не только вычислить объем Вселенной, но и вычислить количество песчинок, необходимых для ее полного заполнения. Он начал с использования оценок диаметра Земли и диаметра ее орбиты, полученных другими математиками, включая его друга Эратосфена.
Затем, в отличие от других греческих философов, использовавших геоцентрическую, или ориентированную на Землю, модель Вселенной, Архимед использовал гелиоцентрическую, или ориентированную на Солнце, модель, разработанную греком по имени Аристарх Самосский. Это было примерно за восемнадцать столетий до того, как солнцецентричная модель Коперника заняла центральное место. Архимеду нравилась эта модель, потому что она давала ему гораздо большую вселенную, в которой он мог играть в свои математические игры. Основываясь на соотношении диаметра Земли и ее орбиты, Архимед вычислил, что радиус Вселенной составляет примерно десять триллионов миль.
Это значительно меньше, чем современные оценки, но, безусловно, достаточно велико, чтобы поразить умы древних греков.
Затем Архимед еще больше раздул числа, с которыми имел дело, выбрав наименьший возможный размер песчинок, которые он мог себе представить, для заполнения Вселенной. К тому времени, когда он закончил, Архимед подсчитал, что количество песчинок, необходимое для заполнения Вселенной, составляет одну тысячу триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов песчинок. В наших современных обозначениях это 1063, или единица с шестьюдесятью тремя нулями после нее. Однако у Архимеда не было наших современных обозначений. Он был вынужден работать с греческой системой счисления. В этой системе самым большим числом было мириады, равные десяти тысячам, а самым большим возможным числом, мириадами мириадов, было 108. Чтобы выразить свои прекрасные вычисления, Архимеду нужно было разработать новый способ выражения больших чисел. Он представил свои расчеты и свою новую систему в работе под названием «Счетчик песка», которую Архимед заключил:
Эти вещи покажутся невероятными многим людям, не изучавшим математику; но для тех, кто знаком с этим и задумался о расстоянии и размерах земли, солнца, луны и всего космоса, доказательство будет убедительным.
Именно по этой причине я подумал, что и вам не будет неприятно подумать об этих вещах.
Отрывок из книги Они назвали меня сумасшедшим: гений, безумие и ученые, раздвинувшие границы знаний Джона Монахана. Перепечатано по договоренности с Беркли, членом Penguin Group (USA) Inc., Copyright (c) 2010 John Monahan.
Что такое закон Архимеда? (с изображением)
`;
Алан Рэнкин
Принцип Архимеда описывает закон физики о том, как жидкости взаимодействуют с твердым телом в их среде.
По сути, это концепция плавучести: на тело, погруженное в жидкость, действуют направленные вверх силы, равные вытесняемой им жидкости. Эта восходящая сила известна как плавучесть, и именно она удерживает корабли, людей и предметы на плаву.
Помимо того, что принцип Архимеда был ранним открытием в изучении физики, он также породил красочную историю, которая до сих пор рассказывается более двух тысячелетий спустя. Никаких современных описаний жизни Архимеда не сохранилось, и эта история вполне могла быть создана причудливыми историками римской эпохи. Галилей, писавший в 1586 году, предположил, что Архимед вполне мог достичь того же результата с помощью чуть более научного метода.
Архимед жил в Сиракузах, греческой колонии в Италии, в третьем веке до нашей эры.
Он был одним из величайших ученых древности, работавшим как в области теоретических, так и прикладных наук. Он изобрел устройства для науки и войны и открыл основные принципы математического исчисления. Хотя его изобретения были более известны, чем его теории при его жизни, в наше время верно обратное. Открытие закона Архимеда — одна из самых известных историй об этом великом мыслителе.
Согласно легенде, рассказанной римским историком Витрувием, царь Сиракуз бросил вызов Архимеду, чтобы выяснить, действительно ли корона сделана из чистого золота или же были добавлены другие металлы, как он подозревал.
Архимед потратил некоторое время на обдумывание проблемы, потому что он не мог расплавить или иным образом повредить корону, чтобы проанализировать ее состав. Решение пришло к нему в мгновение ока, когда он погрузился в полную ванну и понял, что вода, вытесненная из ванны, равна массе его тела. Говорят, что в момент вдохновения он понял, что может решить проблему, погрузив корону в воду. Если он вытеснял меньше воды, чем эквивалентное количество золота, он содержал другие металлы.
Говорят, что Архимед был в таком восторге от этого открытия, что вышел из дома и голым помчался по улицам Сиракуз, крича: «Эврика!» Это греческое слово означает «я нашел это» и до сих пор используется для обозначения момента просветления или открытия.
Популярная легенда о принципе Архимеда иллюстрирует и, возможно, помогла установить распространенное представление о рассеянном ученом, который ценит знания и теорию выше социальных тонкостей, таких как одежда.
Эксперимент по смещению Архимеда – Демонстрация на научной ярмарке
Древнегреческий математик Архимед прославился тем, что бегал голышом по улице с криком «Эврика! Эврика! (У меня есть! У меня есть!), узнав решение каверзной задачи.
Откройте для себя еще 36 статей по этой теме
Не пропустите эти статьи по теме:
- Детские научные проекты
- Хлеб в форме
- Бумажное полотенце
- Яйцо с соленой водой
- Fruit Battery
Хотя он внес гораздо больший вклад в науку, включая создание основ изучения гидростатики (поведение жидкостей) и написание томов работ о свойствах твердых тел, его знаменитый эксперимент идеально подходит для демонстрация научной ярмарки.
Почему Архимеды кричали Eureka
| Погружение и вытеснение цилиндров (общественный домен) |
Король Хирона II из Syracus подозревали, что кузнец украл часть золота, заменив его более дешевым серебром. Не в силах доказать свои подозрения, он вызвал Архимеда и попросил его придумать способ узнать, правда ли это.
Архимед столкнулся с этой проблемой, но не смог найти решения этой сложной дилеммы, как бы он ни старался.
Как гласит легенда, раствор пришел к нему во время купания; сидя в ванне, он заметил, как поднялся уровень воды, и это вдруг воодушевило его. Остальное уже история, как древний ученый бежал по улице, издавая свой знаменитый крик.
Какая наука стоит за принципом Архимеда?
| Archimedes Water Balance (Creative Commons) |
Он понял, что объект, погруженный в воду, всегда вытесняет объем воды, равный его собственному объему. Это легло в основу его эксперимента, потому что он понял, что если он разделит вес предмета на объем вытесненной воды, то узнает ее плотность.
Для своего эксперимента он взвесил корону, слиток золота и слиток серебра. Затем он погрузил каждую в воду, тщательно измеряя, сколько воды было вытеснено. Введя цифры в уравнение, он подсчитал, что корона была менее плотной, чем золото, но более плотной, чем серебро, что указывает на то, что это была смесь металлов и что подозрения царя Гиерона были верны.
Воссоздайте эксперименты Архимеда по перемещению воды
Вам потребуется:
- Градуированный мерный кувшин или цилиндр свинец и алюминий — хороший выбор) или три бусины (дерево, стекло и металл). Что бы вы ни использовали, постарайтесь найти мерный цилиндр или кувшин, достаточно большой, чтобы вместить предметы, не позволяя воде переливаться через край, но достаточно маленький, чтобы можно было проводить точные измерения.
- A calculator
How to Perform the Experiment:
| A Human floating in the Dead Sea, due to the high density of the water here (Creative Commons) |
- Pour немного воды в кувшин, убедившись, что ее достаточно, чтобы полностью покрыть объект.
- Обратите внимание на объем
- Погрузите один из предметов в воду – учтите, что если предмет всплывает, вам придется аккуратно подтолкнуть его пальцем
- Измерьте новый объем
- Повторите процесс с двумя другими объектами
- Для каждого объекта теперь вы можете рассчитать плотность – Плотность = Масса/ОбъемНапример: Если кусок дерева весит 6 граммов и вытесняет 8 миллилитров воды6 г /8 мл = 0,75 г/мл
В нормальных условиях плотность воды составляет 1 г/мл, поэтому любой предмет с плотностью меньше этой будет плавать; любой объект с плотностью больше этой утонет.
Вы можете продолжить этот эксперимент с другими жидкостями, такими как соленая вода, кукурузный сироп или растительное масло. Это немного усложнит задачу, но также даст вам много тем для обсуждения на научной выставке.
Archimedes Principle Experiment
Buoyancy and Density
Archimedes Horse Experiment
