Autor:

Machiny Obronne Archimedesa

Kilka słów o Archimedesie

Archimedes należy do tych nielicznych geniuszy, których twórczość przesądziła na długo wieki o losach nauki a tym samym o losach ludzi. W tym podobny jest do Newtona. Pomiędzy twórczościami obu wielkich geniuszy przeprowadzić można daleko idące porównanie. Te same dziedziny zainteresowań: matematyka, fizyka, astronomia, ta sama nieprawdopodobna siła rozumu, zdolność do przenikania w głąb zjawisk, wreszcie ta sama popularność wśród najszerszych sfer. Istotne, wśród wszystkich matematyków i fizyków jedynie imiona Archimedesa i Newtona znana są całej kulturalnej ludzkości, z nimi tylko związane jest mnóstwo legend i anegdot.

Jedna z wielu maszyn Archimedesa

Przypisuje mu się wynalezienie wielokrążka , dźwigu do podnoszenia i wywracania do góry dnem rzymskich statków.

A to jedna z ciekawszych wynalazków

• Nagle na murach miasta błysnęło oślepiające światło, a burty statków zaczęły lizać płomienie. Rzymian ogarnęła panika, co przytomniejsi rzucili się do gaszenia pożaru, ale ogień rozprzestrzeniał się zbyt szybko. Trzaskało pękające drewno, iskry sypały się ku niebu, krzyczeli tonący, i nie minęło wiele czasu, a pyszna flota zamieniła się w pływające zgliszcza. Rzymianie mogli myśleć, że ściągnęli na siebie gniew bogów, w rzeczywistości jednak za ich sromotną klęską stał znów Archimedes, który za pomocą luster ujarzmił słońce i zamienił je w śmiercionośną broń.

•

„Czary Mary” czyli katapulta

Machinę wyrzucającą strzały lub kamienne kule stromotorowo przez sztywne ramiona, których końce tkwiły w sprężystych powrozach splecionych z włosia końskiego wynaleziono na terenach obecnej Syrii około 500 roku p. n. e. Podobna w działaniu broń, lecz miotająca pociski torem płaskim, znana była Fenicjanom. Obie te konstrukcje rozwinęły się jednak dopiero po przejęciu ich przez Greków i obie zostały nazwane katapultami (katapeltai). Machinę miotającą kule stromotorowo nazwali później Grecy palintononem, a po przejęciu jej przez Rzymian otrzymała nazwę balista. Konstrukcja ta w IV wieku p. n. e. zanika, a miejsce jej zajmuje Grecki monankon, zwany przez Rzymian onagerem. Euthytonon, machina miotająca strzały i włócznie po torze płaskim, w Rzymie nazywana była catapultą lub skorpio a od IV wieku p. n. e. balistą.

Trabutium brzmi strasznie ;]

• "Trabutium (zwane także frondibola, trebuchet, perier, bleide,tribock, petraria), miotające pociski stromotorowo i charakteryzujące się stóprocentwą celnością, należało do machin barobalistycznych, w których zastosowano przeciwwagę stałą. Był to rodzaj belki (opartej na specjalnej konstrukcji), której jeden koniec obciążono skrzynią lub workami napełnionymi kamieniami, piaskiem, gliną lub ołowiem, a drugi zaopatrzono w procę. Gwałtowne opadnięcie belki pod wpływem przeciwwagi powodowało wyrzucenie pocisku. Jeżeli zamierzano trafić w określony punkt, a machina biła zanadto w prawo lub w lewo, błąd poprawiano przez obrócenie konstrukcji. Jeżeli strzał przenosił lub nie osiągał celu, umieszczano w procy odpowiednio cięższy lub lżejszy pocisk, uprzednio go zważywszy.

Prawie jak drugi dom

rodzaj

machiny oblężniczej

wynalezionej w starożytności , mająca formy drewnianej wieży z możliwością ę zazwyczaj jej przemieszczania na kołach czy płozach. Używana była do szturmowania murów obronnych

Kilka dodatkowych zdjęć maszyn

Równina pochyła kilka słów

– jedna z maszyn prostych . Urządzenia, których działanie oparte jest na równi, były używane przez ludzkość od dawnych dziejów. Przykładem równi jest dowolna płaska pochylnia .

• • •

Równina pochyła

Równia pochyła

Równia pochyła jest obiektem bardzo często wykorzystywanym przez nauczycieli do demonstracji podstawowych sił działających na ciało. Przez to też, równia stała się zmorą wszystkich uczniów, szczególnie w pierwszych ich etapach poznawania fizyki. Dzięki równi pochyłej można stosunkowo łatwo, z punktu widzenia nauczyciela wytłumaczyć uczniom, zasady, jakie stosuje się w mechanice do opisania sił działających na dane ciało. Równia pochyła to najczęściej deska położona pod pewnym kątem do poziomu. Dzięki zastosowaniu równi pochyłej, możliwe staje się wyniesienie ciała obdarzonego ciężarem na znaczną wysokość, przy stosunkowo niewielkiej sile działającej na to ciało (mniejszej od jego ciężaru). Dzięki temu, że powierzchnia równi jest nachylona pod pewnym kątem do poziomu, siła ciężkości działająca na ciało rozkłada się na dwie składowe. Aby przesunąć ciało w górę równi musimy zastosować tylko siłę przewyższającą jedną z tych składowych. Chociaż droga w tym wypadku jest większa, niż gdyby to ciało bezpośrednio podnieść do góry, to siła do potrzebna na wyniesienie ciała na tą wysokość jest znacznie mniejsza. Z zastosowaniem równi pochyłej, spotykamy się na każdym kroku w naszym życiu codziennym. Np. aby umożliwić samochodem wjechanie na jakąś wysokość, buduje się drogi nachylone pod pewnym kątem do poziomu, ponieważ samochód nie mógłby wjechać na dane wzniesienie po pionowej ścianie. Samochód nie ma takiej mocy, aby pokonać własny ciężar, dlatego siła ciężkości musi zostać rozłożona za pomocą równi na składowe.

Równia z tarciem

• • • • • • Jeżeli ciało spoczywa, siła wzór: tarcia statycznego równoważy siłę wypadkową działającą na to ciało. Siła tarcia statycznego może przyjąć tylko wartości mniejsze od wynikających z prawa tarcia. Siła tarcia jest kolejną siłą, którą trzeba uwzględnić przy wyznaczaniu siły wypadkowej. Warunek na spoczynek ciała na równi określa gdzie:

μ s

- współczynnik tarcia spoczynkowego . Dla ciała poruszającego się w dół równi przyspieszenie określone jest wzorem: , dodatnia wartość wskazuje przyspieszenie w dół równi, czyli ruch przyspieszony, ujemna - przyspieszenie w górę równi, czyli ruch opóźniony.

Dla poruszającego się w górę równi: , przyspieszenie jest skierowane w dół równi, co oznacza, że ruch jest zawsze opóźniony.

Budowa i zastosowanie maszyn prostych

O wszechstronności zastosowań maszyn prostych wiedzieli już ludzie w starożytności. Pojawiają się chociażby w pracach Arystotelesa czy Archimedesa. Głównie chodziło o zastosowanie kołowrotków, dźwigni i krążków.

W starożytnych podaniach można przeczytać, że Archimedes dzięki kołowrotkom i dźwigniom był w stanie samodzielni zwodować statek o imieniu "Syrakuzja". Był to największy w tamtych czasach okręt. Miał trzy maszty.

Ważne jest , aby uświadomić sobie, że maszyny proste tylko ułatwiają wykonywaną pracę. Dokonują tego przez zamianę pracy , którą siła wykonuje na pewnej drodze na odpowiednio mniejsze prace, ale na drodze dłuższej. Dzięki temu następuje rozłożenie pracy na dłuższy odcinek, ale sumaryczna praca pozostaje jednak bez zmian. Takie urządzenia najczęściej wykorzystuje się do podnoszenia czy przesuwania przedmiotów posiadających duże masy.

Równia bez tarcia

• • • Jeżeli między ciałem a powierzchnią równi nie występuje tarcie, to ciało przyspiesza w kierunku stycznym do powierzchni w dół. Przyspieszenie to jest proporcjonalnego do iloczynu przyspieszenia ziemskiego i sinusa kąta nachylenia równi gdzie g przyspieszenie ziemskie , α kąt nachylenia równi do poziomu. Jeżeli znana jest wysokość h, na jakiej ciało początkowo spoczywało i odległość l, jaką pokonało na równi do osiągnięcia poziomu podstawy, wzór ten można zapisać w postaci

Kilka dodatkowych zdjęć