La leva
Archimede era un bravo sperimentatore e a
lui dobbiamo molte leggi della statica, la parte
della fisica che studia l’equilibrio. Osservò per
esempio che in una bilancia a due bracci pesi
uguali posti a distanze uguali sono in equilibrio,
mentre pesi diversi posti a distanze uguali si
inclinano
dalla parte dove c’è il peso maggiore.
Inoltre scoprì che, quando le distanze dal fulcro
sono diverse, due pesi sono in equilibrio a
distanze inversamente proporzionali ai pesi
stessi. Questo è il principio di funzionamento
della leva.
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forza motrice
forza resistente
La vite senza fine
Lo storico Diodoro Siculo attribuisce
l'ideazione di questo dispositivo ad Archimede
"all'epoca in cui aveva visitato l'Egitto". La vite
idraulica era utilizzata per irrigare i terreni, per
svuotare le gallerie e le sentine delle
imbarcazioni. Si tratta di un sistema a elica
inserito in un cilindro ligneo opportunamente
cosparso di pece per impermeabilizzarlo. Vitruvio
descrive uno o più addetti che, in un'epoca in cui
la manovella non era ancora nota, dovevano darsi
il cambio nella faticosa operazione di far ruotare
il cilindro con i piedi.
Gli specchi ustori
Gli specchi ustori sono indissolubilmente legati all’
assedio di Siracusa, durante il quale Archimede li
avrebbe usati per bruciare le navi romane. Gli specchi
ustori sono composti da una serie di specchi piani
opportunamente orientati. I raggi del Sole concentrati
dagli specchi in un unico punto sarebbero stati in grado
di bruciare il legno delle navi romane. La struttura è
costituita da almeno 24 grandi specchi piani, disposti
in una figura esagonale su un graticcio ruotante su un
palo fissato al terreno: lo specchio centrale serviva a
dirigere il raggio solare riflesso sull'obiettivo, mentre
gli specchi laterali venivano fatti convergere con un
sistema di cinghie.
La fontana di Erone
Il modello mostra il funzionamento di uno degli
apparati più spettacolari della pneumatica antica.
Descritto da Erone nella Pneumatica, il dispositivo è
costituito da un altare sul quale è posto un ramo con finti
uccellini. L'acqua versata nella coppa superiore s'incanala
attraverso il cannello T verso il recipiente di base R dove,
una volta uscita, costringe l'aria a salire nel tubo U. A
questo punto la stessa aria 'rimbalza' sulla superficie
dell'acqua contenuta nel recipiente V, per entrare poi nel
condotto Z che attraversa il finto ramo, entra nel corpo
dell'uccellino e termina in un fischietto, ovvero la
strozzatura che genera il sibilo a imitazione del
cinguettio. Queste meraviglie meccaniche erano già in
voga nell'Alessandria del 3° secolo a.C., epoca in cui anche
Archimede soggiornò nella città egizia.
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L’inganno della corona
Gerone, re di Siracusa, aveva fatto realizzare una corona
d’alloro tutta d’oro. Sospettava però che l’orafo l’avesse ingannato
e avesse mescolato l’oro con argento, che è un metallo meno
prezioso. Come si poteva scoprire se l’orafo era stato onesto? Per
trovare la risposta, Archimede usò probabilmente una bilancia a
cui appese la corona e una pepita d’oro dello stesso peso .
L’argento è meno denso dell’oro, quindi se la corona è fatta di una
lega di oro e argento essa avrà densità minore, e perciò volume
maggiore, rispetto alla pepita. Quando è immersa nell’acqua, la
corona riceverà allora una spinta verso l’alto maggiore rispetto a
quella che riceve la pepita, e la bilancia non sarà più in equilibrio.