Архимед и его работы в механике

винт Архимеда

Уже в александрийский период отчётливо выявились научные интересы Архимеда, а именно - проблемы механики. Даже в своих астрономических занятиях Архимед прославился изобретением механических аппаратов. Таков был прибор для измерения видимого диаметра Солнца и знаменитая "сфера", т. е. планетарий, повидимому, приводившийся в движение водяным двигателем. Здесь же был изобретён им водоподъёмник и здесь же он, вероятно, пришёл к своим знаменитым исследованиям о центрах тяжести и рычагах, в тесной связи с которыми находились и его математические работы.
вся остальная деятельность Архимеда протекала в родном городе, вплоть до самой гибели, совпавшей с падением Сиракуз. Самоотверженная работа Архимеда при защите города была предметом особого удивления древних. Приведём рассказ римского историка Плутарха из биографии полководца Марцелла, относящийся к осаде Сиракуз этим полководцем. "При двойной атаке римлян сиракузцы онемели, поражённые 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 великою стремительностью. Ничто не могло противостать их удару, они всё низвергали пред собою и вносили смятение в ряды. Что касается флота - то вдруг с высоты стен брёвна опускались, вследствие своего веса и приданной скорости, на суда и топили их. То железные когти и клювы захватывали суда, подымали их на воздух носом вверх, кормою вниз, и потом погружали в воду. А то суда приводились во вращение и, кружась, попадали на подводные камни и утёсы у подножья стен. Большая часть находившихся на судах погибала под ударом. Всякую минуту видели какое-нибудь судно поднятым в воздухе над морем. Страшное зрелище! Судно поворачивается из стороны в сторону, люди валятся, как бы пускаемые из пращи. Опустошённое судно или разбивается о стены, или погружается в море, будучи выпущено машиною.

Марцелл придвинул на большом помосте машину, называвшуюся самбук, по сходству с музыкальным инструментом этого имени. Когда она приближалась к стене и была ещё довольно далеко, Архимед пустил в неё камень весом в десять талантов*, затем другой, третий. Камни, как бурею несомые, попадали в машину, ударялись в помост и разбивали его. Марцелл, не зная, что делать, поспешил увести флот и дал приказ войску на суше отступить. Был собран совет; порешили, если будет можно, ночью подойти под самые стены. Машины Архимеда с их огромною силою будут - думали - бросать снаряды так, что они пролетят над головами осаждающих, не попадая в них. Но Архимед давно заготовил приспособления на этот случай. Он расположил и такие машины, которых действие сопряжено было с расстоянием и которые почти без перерыва выбрасывали короткие копья. В стенах сделаны были многие дыры, чрез которые действовали на близком расстоянии скорпионы, невидимые неприятелем. Свой математический гений Архимед проявил и в решении механических задач. Его основные достижения: закон рычага и закон Архимеда получены геометрическим методом. Мы можем с полным правом назвать Архимеда родоначальником математической физики. Рассмотрим здесь результаты Архимеда в области статики. Статика Архимеда изложена в трактатах: "О равновесии плоскостей" и "О плавающих телах". Закон рычага содержится в первом трактате. Центральной идеей трактата является понятие центра тяжести. Эмпирические сведения о равновесии тяжёлого тела были известны давно. Ещё египтяне употребляли отвес. Но только у Архимеда мы находим отчётливое представление о такой точке внутри тела, относительно которой уравновешиваются веса всех остальных точек его, так что тело, опёртое в этой точке, будет в равновесии. http://physiclib.ru/books/item/f00/