Tecnologia Ellenistica: Archimede
Universalmente noto per le proprie invenzioni Archimede fu uno dei più grandi matematici, fisici e inventori che il mondo abbia mai conosciuto.
Ευρηκα
“Ho trovato”, è l’esclamazione che sempre viene accostata ad Archimede, ed è un verbo greco tanto odiato dai classicisti, quando scoprì il principio detto appunto di Archimede.
La Vita
Αρχιμηδης (Archimede) nasce in Sicilia, a Siracusa, nel 287 a.C., forse era imparentato con Gerone (o Ierone) II.
Secondo alcune fonti si recò ad Alessandria d’Egitto a studiare. Passò il resto della vita studiando ed inventando nella città siciliana.
Scuola di Atene, Raffaello. Archimede dipinto con la faccia di Donato Bramante
La Seconda Guerra Punica
Nel 218 a.C. Annibale super il fiume Ebro, in Spagna, Attaccando gli alleati di Roma, che a sua volta entra in guerra. Il Cartaginese entrato in Italia, si reca nel Centro-Sud.
Intanto si combatte per il dominio della Sicilia, e il console Marcello si appresta ad assediare Siracusa (214 a.C. – 212 a.C.)
La Morte
Gerone II incaricò l’anziano Archimede di progettare armi per difendere la città, e così egli fece controvoglia. Quando la città cadde egli fu ucciso da un soldato romano.
Secondo alcuni fu ucciso mentre dimostrava un teorema, secondo altri dei soldati romani lo uccisero mentre portava a Marcello una cassa piena di strumenti, scambiandone il contenuto per oro.
Il Ritrovamento della Tomba
Cicerone, passeggiando vicino alle porte Agrigentine (Siracusa), vide una colonna, nascosta dalla vegetazione, che terminava con una sfera e un cilindro: era la tomba di Archimede.
Con l’aiuto dei Siracusani, la zona fu ripulita dagli arbusti e si verificò l’autenticità del ritrovamento.
L’Acqua
Lo scienziato studiò attentamente l’acqua e le sue proprietà. Realizzando la vite perpetua e l’orologio ad acqua.
Il principio di Archimede
Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l’alto uguale alla massa del fluido spostato
Gerone II ordinò che fosse costruita una corona d’oro. Quando se la mise in testa gli sembrò troppo leggera, per cui chiese ad Archimede di tentare di capire se lo avessero raggirato.
Se non che Archimede, mentre si lavava, si accorse che l’altezza dell’acqua della tinozza si alzava quando vi si immergeva.
Immerse nell’acqua la corona e la presunta quantità d’oro usata posti su una bilancia . Il piatto della bilancia con la corona, per la spinta idrostatica, si alzo. La corona doveva avere un volume maggiore rispetto all’oro e un peso inferiore: gli orefici avevano imbrogliato il tiranno, ma soprattutto Archimede aveva scoperto la spinta idrostatica.
In poche parole se una sostanza è meno densa dell’acqua galleggia in essa. La densità media di un uomo è 985 kg/mq, mentre quella dell’acqua è 1000 kg/mq, per questo possiamo galleggiare in acqua, la densità dell’acqua salata è maggiore (per la presenza di sale), quindi si galleggia più facilmente (es: Mar Morto)
La Vite
La vite perpetua è un cilindro cavo , aperta alla base e sulla sommità, al cui interno si trova una vite. Azionando la vite con una manovella, animali da soma o vento questa “raccoglie” il fluido dalla base e imprime un moto rettilineo, così il liquido risale per la vite e viene estratto. Non è necessario che la vite aderisca perfettamente al bordo, infatti anche se parte dell’acqua fuoriesce e comunque irrilevante.
Venne soprannominata “coclea” perchè assomigliava ad una coccinella. (A me non sembra proprio…)
Oggi la vite di Archimede è usata, per esempio, in Olanda per drenare i polder, terreni strappati al mare.
L’Orologio ad Acqua
L’acqua contenuta in un recipiente cade in un secondo recipiente, situato più in basso (il flusso è regolato da una valvola).
L’acqua entrando nel secondo recipiente fa si che una base di un materiale galleggiante (es: sughero) si alzi.
Ad essa è attaccata una sbarra che alzandosi fa muovere un ingranaggio collegato alla lancetta.
Sfortunatamente questo orologio è poco preciso e presenta inconvenienti: nelle giornate fredde l’acqua può gelare, in quelle calde può evaporare.
La Leva
Datemi una leva e vi solleverò il mondo
Archimede scoprì anche il principio della leva:
F x b = F x b
F indica la forza peso del corpo e b, il braccio, indica invece la distanza fra il corpo e il fulcro della leva.
Essendo F e b direttamente proporzionali, all’ aumentare di uno l’altro diminuisce, quindi usando anche solo un piccolo peso ma un braccio lungo, si può eguagliare un grande peso posto su un braccio di ridotte dimensioni.
Gli Ordigni Bellici
Archimede applicò il proprio genio controvoglia all’arte della guerra per difendere la propria città.
Manus Ferrea (Mano di ferro)
Non ci sono fonti precise su questo strumento.
Si è supposto che fosse una gru a cui era appesa una corda terminante con un arpione, che serviva per agganciare il fianco delle navi romane e ribaltale.
Esso sfruttava il principio della leva e per sollevare le navi doveva avere un contrappeso molto pesante dato che il braccio a cui era appesa la nave doveva essere molto lungo per arrivare fino al mare, forse l’inventore escogitò anche un meccanismo per arginare questo problema.
Gli Specchi Ustori
Archimede compì i primi studi di ottica e sulle parabole scoprendo che esiste un punto, il fuoco, in cui si incontrano tutti i segmenti che vanno da un punto al fuoco equidistanti dall’asse delle X. (Spero si capisca, non sono molto ferrato in matematica).
Ora immaginate molti raggio solari che colpiscono la parabola: tutti convergeranno nel fuoco.
Parabola F=fuoco FP=PQ
Per difendere Siracusa egli ebbe l’ennesimo colpo di genio: usare molti specchi posizionati lungo la costa disposti lungo una forma paraboloide, che potessero essere ruotati lungo un’asta verticale per concentrare la luce riflessa .
Il raggio veniva poi riflesso contro una nave (che occupava il fuoco immaginario della parabola) che inevitabilmente prendeva fuoco in pochi minuti.
Nel XX secolo è stato fatto un esperimento per confermare questa tesi: una nave, fatta con gli stessi materiali dei romani, iniziò a fumare e prese fuoco in pochi minuti. Il calore della luce riflessa superava i 300 gradi, ciò la temperatura di autocombustione del legno.
Dato che gli specchi ustori sono citati solo nella tarda antichità, alcuni ritengono che la traduzione sia erronea, quella esatta sarebbe “sostanze incendiarie”, e che il mito sia nato dalla falsa traduzione e dagli studi di Archimede sugli specchi.
- Archimede (wikipedia.org)
