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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Ley de Arquímedes. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. Arquímedes (287 aC - 212 aC) nació en la ciudad griega de Siracusa, donde residió casi toda su vida. Su padre fue Fidias, el astrónomo de la corte del gobernante de la ciudad de Hierón. Arquímedes, como muchos otros científicos griegos antiguos, estudió en Alejandría, donde los gobernantes de Egipto, los Ptolomeos, reunieron a los mejores científicos y pensadores griegos, y también fundaron la famosa biblioteca más grande del mundo. Después de estudiar en Alejandría, Arquímedes volvió a Siracusa y heredó el puesto de su padre. En términos teóricos, el trabajo de este gran científico fue brillante. Las principales obras de Arquímedes se referían a diversas aplicaciones prácticas de las matemáticas (geometría), la física, la hidrostática y la mecánica. En su obra "Parábolas de cuadratura", Arquímedes fundamentó el método para calcular el área de un segmento parabólico, y lo hizo dos mil años antes del descubrimiento del cálculo integral. En su obra "Sobre la medida de un círculo", Arquímedes calculó por primera vez el número "pi", la relación entre la circunferencia y el diámetro, y demostró que es el mismo para cualquier círculo. Todavía utilizamos el sistema de denominación de números enteros inventado por Arquímedes. Un comentario curioso es el de Cicerón, el gran orador de la antigüedad, que vio la “esfera de Arquímedes”, un modelo que muestra el movimiento de los cuerpos celestes alrededor de la Tierra: “Este siciliano tenía un genio que, al parecer, la naturaleza humana no puede alcanzar. " Arquímedes prueba y crea una teoría de cinco mecanismos conocidos en su época y llamados "mecanismos simples". Se trata de una palanca (“Dame un punto de apoyo”, dijo Arquímedes, “y moveré la Tierra”), una cuña, un bloque, un tornillo sin fin y un cabrestante. Pero Arquímedes también sabía que los objetos tienen algo más que forma y dimensión: se mueven, o pueden moverse, o permanecen estacionarios bajo la acción de ciertas fuerzas que mueven los objetos hacia adelante o los equilibran. El gran siracusano estudió estas fuerzas e inventó una nueva rama de las matemáticas en la que los cuerpos materiales, reducidos a su forma geométrica, conservan al mismo tiempo su gravedad. Esta geometría de peso es mecánica racional, estática y también hidrostática. Arquímedes desarrolla la doctrina de la hidrostática en su obra Sobre los cuerpos flotantes. “Supongamos”, dice el científico, “que un líquido es de tal naturaleza que de sus partículas ubicadas al mismo nivel y adyacentes entre sí, las menos comprimidas son expulsadas más comprimidas, y que cada una de sus partículas es comprimida por un líquido ubicado sobre él a lo largo de una plomada, si solo el líquido no está encerrado en ningún recipiente y no es exprimido por otra cosa. Basándose en esta posición, Arquímedes prueba matemáticamente que las siguientes "consecuencias" se explican completamente utilizando la hipótesis anterior: "1) Los cuerpos que tienen el mismo peso que un líquido, al sumergirse en este líquido, se sumergen de modo que ninguna parte de ellos sobresalga por encima de la superficie del líquido y no se mueva hacia abajo. 2) Un cuerpo más liviano que un líquido, al ser sumergido en este líquido, no se hunde por completo, sino que una parte permanece sobre la superficie del líquido. 3) Un cuerpo más ligero que un líquido, siendo sumergido en este líquido, se sumerge de modo que el volumen de líquido correspondiente al sumergido (parte del cuerpo) tenga un peso igual al peso de todo el cuerpo. 4) Los cuerpos más ligeros que el líquido, que se sumergen a la fuerza en este líquido, serán empujados hacia arriba con una fuerza igual al peso por el cual el líquido, que tiene el mismo volumen que el cuerpo, será más pesado que este cuerpo. 5) Los cuerpos más pesados que el líquido, sumergidos en este líquido, se hundirán hasta tocar el fondo, y en el líquido se harán más ligeros por el peso del líquido en un volumen igual al volumen del cuerpo sumergido. El párrafo 5 contiene, de hecho, la conocida ley de Arquímedes, cuyo descubrimiento le permitió, según la leyenda, verificar la composición de la corona del rey siracusano Hierón. La famosa historia sobre la primera aplicación práctica de la Ley de Arquímedes la da el antiguo autor romano Vitruvio en su obra "Sobre la arquitectura": "... En base a su descubrimiento, se dice que hizo dos lingotes, cada uno del mismo peso que la corona, uno de oro y el otro de plata. Habiendo hecho esto, llenó el recipiente con agua hasta el borde. y bajó un lingote de plata, y esta es la cantidad del lingote que se sumergió en el recipiente, la cantidad correspondiente de agua fluyó. Sacando el lingote, vertió en el recipiente tal cantidad de agua, ¿en qué cantidad fue? menos allí, midiendo el agua vertida con un sextarium, de modo que, como antes, el recipiente se llenó hasta el borde de agua, por lo que a partir de aquí encontró qué peso de plata corresponde a qué cantidad específica de agua. Habiendo hecho tal examen, de la misma manera bajó el lingote de oro en un recipiente lleno. Luego, sacándolo y sumando la cantidad de agua que se había derramado en la misma medida, halló, a base de un menor número de sextarii de agua, cuánto menos volumen ocupa un lingote de oro en comparación con un lingote de plata. del mismo peso. Después de esto, llenando la vasija y bajando la corona en la misma agua, halló que sumergiendo la corona salía más agua que sumergiendo una masa de oro del mismo peso; y así, sobre la base de la conclusión de que una corona desplazaba más agua que una barra de oro, descubrió la mezcla de plata en el oro y descubrió el evidente robo del proveedor. "En esta historia", señala Ya.G. Dorfman, "solo la conclusión de Arquímedes de que la corona consiste en una aleación, y no en oro puro, es convincente. Pero de ninguna parte se sigue que la plata fuera necesariamente el segundo componente. En en cualquier caso, se sigue Cabe señalar que este destacado descubrimiento de Arquímedes marca la primera aplicación del método de medición física al control y análisis de la composición química sin violar la integridad del producto. La enorme importancia práctica de este descubrimiento en una era en la que no había otros métodos de este tipo de atención general y se convirtió en objeto de mayor investigación y uso práctico durante muchos siglos posteriores. Aparentemente, el propio Arquímedes no se limitó al experimento semicualitativo descrito, sino que pasó a una medición cuantitativa más precisa. Al-Khazini, autor de la obra árabe del siglo XII "El libro de las balanzas de la sabiduría", citando "palabra por palabra" un tratado del griego Menelao, que vivió durante la época del emperador romano Domiciano (81-96). BC), no ha llegado hasta nosotros, informa que Arquímedes "inventó un artilugio mecánico que, en virtud de su delicada construcción, le permitió determinar cuánto oro y cuánta plata había en una corona sin alterar su forma". Al-Khazini también da un diagrama de la estructura de la "balanza de Arquímedes" con una carga móvil. Comparando los pesos de los lingotes mencionados en agua en este dispositivo, Arquímedes pudo determinar la relación numérica de la gravedad específica del oro y la plata con la ayuda de un peso móvil, y comparando los pesos de la corona y uno de estos lingotes en el del mismo modo, podría establecer la cantidad relativa de oro y plata en la corona (si tan sólo estos dos metales estuvieran incluidos en la composición de la corona)". En el siglo IV, Sinesio de Cirene, alumno del famoso científico alejandrino Hipatia, basándose en los principios de Arquímedes, inventó un "hidroscopio", un hidrómetro para determinar la gravedad específica de los líquidos. El dispositivo, fabricado en bronce, tenía muescas. Al parecer, este dispositivo se utilizó para compilar tablas de gravedades específicas de varios líquidos. Lamentablemente, estas tablas no nos han llegado. Autor: Samin D.K.
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