Arquímedes

La corona dorada


Una de las anécdotas más conocidas sobre Arquímedes cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo con Vitruvio, Hierón II ordenó la fabricación de una nueva corona con forma de corona triunfal, y le pidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha sólo de oro o si, por el contrario, un orfebre deshonesto le había agregado plata en su realización.
Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su masa y volumen, a partir de ahí, su densidad. Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la bañera cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría ser usado para determinar el volumen de la corona. Debido a que el agua no se puede comprimir, la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir el peso de la corona por el volumen de agua desplazada se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor que la densidad del oro si otros metales menos densos le hubieran sido añadidos. Cuando Arquímedes, durante el baño, se dio cuenta del descubrimiento, se dice que salió corriendo desnudo por las calles, y que estaba tan emocionado por su hallazgo que olvidó vestirse. Según el relato, en la calle gritaba "¡Eureka!".

El principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el S.I.). El principio de Arquímedes se formula así:

Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

La garra de Arquímedes

La garra de Arquímedes, conocida en latín como manus ferrea, fue un arma de asedio de la antigüedad, diseñada por Arquímedes para defender la ciudad de Siracusa, y en concreto la parte de la muralla que lindaba con el mar. Aunque no está clara su forma exacta, los relatos de los historiadores antiguos parecen describirla como algún tipo de grúa equipada con gancho de metal que era capaz de elevar a las naves atacantes parcialmente por encima del agua, para luego dejarlas caer, causando la escoración o el hundimiendo del barco.

Estas máquinas se hicieron notablemente famosas durante la Segunda Guerra Púnica, cuando la República romana asedió la ciudad de Siracusa entre los años 213 y 211 a. C. con una flota de al menos 120 quinquerremes bajo el mando de Marco Claudio Marcelo. Cuando la flota romana se acercaba a la ciudad aprovechando la oscuridad de la noche, las máquinas se desplegaban y provocaban el hundimiento de muchos barcos y la confusión en el ataque. Historiadores como Polibio o Tito Livio atribuyeron muchas de las bajas romanas a estas máquinas, así como a catapultas también diseñadas por Arquímedes. Polibio narra que la intervención de Arquímedes en el ataque romano a Siracusa fue decisivo, hasta el punto de que desbarató la esperanza romana de tomar la ciudad por asalto, teniendo que modificar su estrategia y pasar al asedio de larga duración, situación que duró ocho meses, hasta la caída definitiva de la ciudad.

El tornillo de Arquímedes

Un Tornillo de Arquímedes es una máquina gravimétrica helicoidal utilizada para elevación de agua, harina, cereales o material excavado. Fue inventado en el siglo III a. C. por Arquímedes, del que recibe su nombre, aunque existen hipótesis de que ya era utilizado en el Antiguo Egipto.

Se basa en un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, situado sobre un plano inclinado, y que permite elevar el cuerpo o fluido situado por debajo del eje de giro.

Desde su invención hasta ahora se ha utilizado para el bombeo. También es llamado Tornillo Sin fin por su circuito en infinito.