╬╬╬╬ ارشمیدس و قانون معروف وی «╬╬╬╬

abshar

کاربر با تجربه
"کاربر *ویژه*"

300071%20(8).jpg







پادشاه به او مأموریت داده بود راز كار جواهر ساز خیانتكار دربار او را كشف و او را رسوا كند. شاه هیرون بر كار جواهر ساز شك كرده بود و چنین می پنداشت كه او بخشی از طلایی را كه برای ساختن تاج شاهی به وی داده بود برای خود برداشته و باقی آن را با فلز نقره كه بسیار ارزانتر بود مخلوط كرده و تاج را ساخته است. هرچند ارشمیدس می دانست كه فلزات گوناگون وزن مخصوص متفاوت دارند ولی او تا آن لحظه این طور فكر می كرد ك مجبور است تاج شاهی را ذوب كند، آن را به صورت شمش طلا قالب ریزی كند تا بتواند وزن آن را با شمش طلای نابی به همان اندازه مقایسه كند. اما در این روش تاج شاهی نیز از بین می رفت، پس او مجبور بود راه دیگری برای این كار بیابد. در آن روز كه در خزینه حمام نشسته بود دید كه آب خزینه بالاتر آمد و بلافاصله تشخیص داد كه بدن او میزان معینی از آب را در خزینه حمام پس زده و جابه جا كرده است.

او با عجله و سراسیمه به خانه بازگشت و شروع به آزمایش عملی این یافته كرد. او چنین اندیشید كه اجسام هم اندازه، مقدار آب یكسانی را جابه جا می كنند ولی اگر از نظر وزنی به موضوع نگاه كنیم یك شمش نیم كیلویی طلا كوچكتر از یك شمش نقره به همان وزن است (طلا تقریباً دو برابر نقره وزن دارد) بنابراین باید مقدار كمتری آب را جابه جا كند. این فرضیه ارشمیدس بود و آزمایشهای او این فرضیه را اثبات كرد. او برای این كار نیاز به یك ظرف آب و سه وزنه با وزنهای مساوی داشت كه این سه وزنه عبارت بودند از تاج شاهی، هم وزن آن طلای ناب و دوباره هم وزن آن نقره ناب. او در آزمایش خود تشخیص داد كه تاج شاهی میزان بیشتری آب را نسبت به شمش طلای هم وزنش پس می راند ولی این میزان آب كمتر از میزان آبی است كه شمش نقره هم وزن آن را جابه جا می كند. به این ترتیب ثابت شد كه تاج شاهی از طلای ناب و خالص ساخته نشده بلكه جواهر ساز متقلب و خیانتكار آن را از مخلوطی از طلا و نقره ساخته است. به همین ترتیب ارشمیدس یكی از چشمگیرترین رازهای طبیعت را كشف كرد آن هم اینكه می توان وزن اجسام سخت را با كمك مقدار آبی كه جابه جا می كنند اندازه گیری كرد. این قانون (وزن مخصوص) را كه امروزه چگالی می گویند «اصل ارشمیدس» می نامند. حتی امروز هم هنوز پس از ۲۳ قرن بسیاری از دانشمندان در محاسبات خود متكی به این اصل هستند.
 

abshar

کاربر با تجربه
"کاربر *ویژه*"


ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی در سال ۲۱۲ قبل از میلاد در شهر سیراكوز یونان چشم به جهان گشود و در جوانی برای آموختن دانش به اسكندریه رفت. بیشتر دوران زندگیش را در زادگاهش گذرانید و با فرمانروای این شهر دوستی نزدیك داشت. در اینجا سخن از معروفترین استحمامی است كه یك انسان در تاریخ بشریت انجام داده است. در داستانها چنین آمده است كه بیش از ۲۰۰۰ سال پیش در شهر سیراكوز پایتخت ایالت یونانی سیسیل آن زمان ارشمیدس مكانیكدان و ریاضیدان و مشاور دربار پادشاه یمرون یكی از معروفترین كشفهای خود را در خزینه حمام انجام داد.


100883440043.jpg





به هر حال ارشمیدس در رشته ریاضیات از ظرفیتهای هوشی بسیار والا و چشمگیری برخوردار بود. او منجنیقهای شگفت آوری برای دفاع از سرزمین خود اختراع كرد كه بسیار سودمند افتاد. او توانست سطح و حجم جسمهایی مانند كره، استوانه و مخروط را حساب كند و روش نوینی برای اندازه گیری در دانش ریاضی پدید آورد. همچنین به دست آوردن عدد نیز از كارهای گرانقدر وی است. او كتابهایی درباره خصوصیات و روشهای اندازه گیری اشكال و احجام هندسی از قبیل مخروط منحنی حلزونی و خط مارپیچ، سهمی، سطح كره و استوانه می دانست. علاوه بر آن او قوانینی درباره سطح شیبدار، پیچ اهرم و مركز ثقل كشف كرد.
 

abshar

کاربر با تجربه
"کاربر *ویژه*"
[h=1]

قانون ارشمیدس
[/h]


هر سیالی به جسمی كه در آن قرار گرفته (جزئی یا كامل)
نیروی شناوری وارد میكند. اندازه نیرو برابر وزن سیال جا به جا شده است.


F[SUB]B[/SUB] = W[SUB]مایع[/SUB]
اندازه نیروی شناوری = F[SUB]B[/SUB]
وزن مایع جا به جا شده = W[SUB]مایع[/SUB]
جهت نیروی شناوری نیز همواره در خلاف جهت جاذبه میباشد.
اثری كه نیروی شناوری بر جسم میگذارد بستگی به سایر نیروهای وارد بر جسم دارد. به عنوان مثال اگر نیروی شناوری به اندازه كافی قوی باشد آنگاه جسم بر روی مایع شناور میماند. شكلهای زیر این موضوع را نشان میدهند. در شكل زیر، جسمی به وزن 100N روی مایع قرار دارد و هیچ قسمت از آن را جا به جا نمی كند. بنابراین نیروی شناوری به آن وارد نمی گردد.



20130428012549812_pj320a.jpg


در شكل زیر، جسم تا حدودی در مایع فرو رفته و در نتیجه نیروی شناوری به آن وارد میشود. با این حال، اگر جسم رها گردد آنگاه در مایع فرو میرود زیرا نیروی شناوری كوچكتر از وزن جسم است.
201304280125510_pj320b.jpg


در شكل زیر هم، جسم آن قدر در مایع فرو رفته كه نیروی شناوری وارد بر آن برابر وزن جسم گردیده است. بنابر این جسم به شكل شناور در مایع باقی میماند.
20130428012552109_pj320c.jpg


اگر نیروی شناوری قادر به تعادل با نیروی وزن نباشد (حتی در هنگامی كه تمام جسم در مایع فرو رفته) آن گاه جسم در مایع غرق میشود. حتی وقتی جسم در مایع فرو رفته است با این حال هنوز نیروی شناوری به آن وارد میگردد.
 
بالا