Машины Архимеда

Машины Архимеда Выполнил ученик 7 «А» класса СОШ №3 Карабут Кирилл

Краткая биография Величайший ученый древности Архимед родился в 287 г. до н. э. в городе Сиракузы, на острове Сицилия. В противостоянии римлян и греков Сицилия занимала сторону последних. В 270 г. до н. э. правителем Сиракуз стал Гиерон. Отец Архимеда, астроном Фидий, состоял с царем в родстве. Это открыло ему возможность дать сыну хорошее образование. Вопреки традиции, Архимед не поехал учиться в Афины, а отправился в Египет, в Александрию, где посвятил себя изучению математики. Вернувшись в Сиракузы, Архимед прожил там всю свою жизнь и погиб при захвате Сиракуз римлянами в 212 до н.э.

Достижения Архимед — автор многочисленных открытий, математик, физик, механик, инженер, гениальный изобретатель, известный во всем греческом мире. Свою творческую деятельность Архимед начал как инженер, создавая различные механические приспособления, широко использовавшиеся в строительстве, быту и военном деле. Всего Архимеду приписывают около 40 изобретений. Он соорудил систему блоков, с помощью которой один человек смог спустить на воду огромный корабль.

Достижения Архимед проверяет и создает теорию пяти механизмов, известных в его время и именуемых "простые механизмы". Это – рычаг, клин, блок, бесконечный винт и лебедка.. Изобретение бесконечного винта привело его к изобретению болта, сконструированного из винта и гайки.

Рычаг Одним из величайших открытий было «золотое» правило механики: во сколько раз механизм дает выигрыш в силе, во столько же раз получается проигрыш в расстоянии «Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир»

Блок Архимед первый придумал устройство блока, изучил его механические свойства и применил его на практике.

Механические передачи Механические передачи движения, в которых все детали передачи, кроме шипов и обручей валов, деревянные (III в. до н. э.)

Ворот Небольшая лебедка – ворот, одна из простейших машин, которая может являться составной частью более сложных. В метательных машинах ее используют для закручивания упругого накопителя энергии. Основой ворота является рычаг.  С помощью поворотных стержней бревно вращают вокруг продольной оси. На бревно наматывается канат, к которому можно подвесить груз. По сути, бревно или барабан вместе со стержнями является рычагом, большое плечо которого равно длине поворотного стержня, малое плечо – радиусу бревна. Вот и получается выигрыш в силе.

Грузоподъемный кран Первые грузоподъемные краны созданы на основе рычага и ворота.

Полиспаст Полиспа́ст (греч. Polýspaston, от др. греч. polýspastos — натягиваемый многими верёвками или канатами) — таль, грузоподъёмное устройство, состоящее из собранных в подвижную и неподвижную обоймы блоков, последовательно огибаемых канатом, и предназначенное для выигрыша в силе (силовой полиспаст) или в скорости (скоростной полиспаст). Обычно полиспаст является частью механизмов подъёма и изменения вылета стрелы подъёмных кранов и такелажных приспособлений.

Винт Архимеда Это механизм, использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоёмов в оросительные каналы. Он был одним из нескольких изобретений и открытий, традиционно приписываемых Архимеду. Архимедов винт стал прообразом шнека.

Винт Архимеда Простейшей формой этого устройства является цилиндрическая труба, в которую помещен винт. Он устанавливается под углом в 45° к горизонтали, и его нижний конец погружают в воду. Когда винт вращается, вода поднимается вверх по трубе.

Накопитель энергии  Главным в этих машинах является накопитель энергии – торсион. Он представляет собой пучок канатов, жил или сплетенных волос, закрепленных с двух концов. Его закручивают и закрепляют в напряженном состоянии, а когда отпускают, он стремительно раскручивается и принимает прежнее положение. При этом он может разогнать метательный рычаг с камнем, а тот, подобно руке, зашвырнет большой камень очень далеко. Такое устройство способно выпустить по противнику тяжелую и острую стрелу с достаточно большой скоростью. А такая стрела может пробить щит или защитную стенку. В какой-то мере здесь использован принцип обыкновенного лука, но упругое звено дополнено закручиваемыми пучками жил.

Метательные машины

Оборонительное устройство Архимеда для борьбы с атакующими кораблями Во время осады Сиракуз Архимед пустил в ход свои машины, на вражеские суда вдруг стали опускаться со стен укрепленные на них брусья, и либо топили их силою толчка, либо, схватив железными руками или клювами вроде журавлиных, вытаскивали носом вверх из воды, а потом, кормою вперед, пускали ко дну, либо, наконец, приведенные в круговое движение скрытыми оттяжными канатами, увлекали за собой корабль и, раскрутив его, швыряли на скалы и утесы у подножия стены. Нередко взору открывалось ужасное зрелище: поднятый высоко над морем корабль раскачивался в разные стороны до тех пор, пока все до последнего человека не оказывались сброшенными за борт или разнесенными в клочья, а опустевшее судно разбивалось о стену или снова падало в воду, когда железные челюсти разжимались..."      

Боевое зеркало Среди разработок Архимеда есть удивительная машина - боевые зеркала Архимеда. Речь идет о таинственных «зажигательных зеркалах». Архимед занялся созданием необычного механизма, который до сих пор считается одной из самых больших загадок истории. Ученый понимал: с помощью вогнутых зеркал можно на расстоянии поджигать различные предметы. Его установка состояла из множества плоских зеркал. Они устанавливались так, чтобы образовывалась одна огромная вогнутая отражающая поверхность. Солнечный свет в таком «оружии» образовывал мощный луч, который можно было направить в одну точку. Для этого Архимед, сконструировал особую раму, на которой при помощи шарниров крепилось не менее 24 зеркал.

Боевое зеркало Архимед построил шестиугольное зеркало, набранное из небольших четырехугольных зеркал. Каждое из этих зеркал было закреплено на шарнирах и приводилось в движение цепным приводом. Благодаря  этому, углы поворота зеркал можно было подобрать таким образом, чтобы отраженные солнечные лучи сфокусировались в точке, находящейся  на расстоянии полета стрелы от зеркала. При помощи своей системы зеркал Архимед поджег корабли римлян.

Боевое зеркало В 1747 году французский изобретатель Жорж Луи Бюффон соорудил установку из 128 зеркал. С помощью такого устройства он поджег дерево на расстоянии 50 м. Тогда же Бюффон определил: для поджигания мелких горючих предметов ему необходимы всего 12 зеркал, для расплавления олова - 15. А для того, чтобы заставить плавиться лист серебра, надо задействовать 117 зеркал. Можно сделать вывод, что «боевое зеркало Архимеда» существовало и это не вымысел.

Легенда о смерти Архимеда Одна из версий. В разгар боя он сидел на пороге своего дома, углубленно размышляя над чертежами, сделанными им прямо на дорожном песке. В это время пробегавший мимо римский воин наступил на чертёж, и возмущенный ученый бросился на римлянина с криком: «Не тронь моих чертежей!». Эта фраза стоила Архимеду жизни. Солдат остановился и хладнокровно убил старика.

Легенда о смерти Архимеда Завоевав Сиракузы, римляне так и не стали обладателями трудов Архимеда. Только через много веков они были обнаружены европейскими учеными.

Один из крупных кратеров на Луне был назван именем Архимеда

Список литературы Интернет ресурсы Энциклопедия «Великие учёные»