Проект по физике "Знакомьтесь, Архимед!"
Архимед - механик, инженер, физик, математик, астроном
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 arhimed.pptx | 1.23 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Цель работы: изучить главные открытия, сделанные Архимедом в областях математики, физики, астрономии. Задачи: Изучить литературу и интернет-источники по теме. Рассказать об открытиях Архимеда в различных областях жизни. 3. Рассмотреть инструменты, в основе которых лежит правило равновесия рычага.
План Архимед – крупнейший инженер своего времени условия плавания тел устойчивость равновесия плавающих тел различной геометрической формы постулаты Архимеда о рычаге правило равновесия рычага в быту и технике Архимед – великий математик работы Архимеда в области астрономии главные сочинения Архимеда
Архимед (287-212 гг. до н.э.) родился в Сиракузах (о. Сицилия). Отец Архимеда, астроном Фидий, был одним из приближенных царя Гиерона – правителя Сиракуз (280 г. до н.э.), одного из родственников Архимеда. Многие года Архимед занимался математикой в Александрии. Вернулся в Сицилию зрелым математиком.
Архимед был не только математиком и механиком, но и одним из крупнейших инженеров своего времени, конструктором машин и механических аппаратов. Это был первый ученый, уделявший много внимания и сил военным задачам. Это было обусловлено политическим положением Сиракуз. Архимеду было 23 года, когда началась 1-я Пуническая война между Римом и Карфагеном, и 69 лет, когда началась 2-я Пуническая война , во время которой (в 212 г. до н.э.) он погиб.
Война шла за обладание Сицилией. Оба государства стремились склонить на свою сторону Сиракузы. Гиерон и его преемники стремились сохранить независимость, но понимали, что неизбежно столкновение с Римом, и поэтому готовились к войне. В оборонительных планах Сиракуз видное место занимала военная техника. В решении этой задачи сыграл большую роль Архимед. Под его руководством были созданы метательные машины, которые использовались в борьбе с сухопутной армией, и машины, поднимающие из воды суда противника, перевертывающие их; механизмы, бросающие с берега на суда тяжелые бревна, машины, которые приводили подтянутые из воды суда во вращение и бросали их на камни. Действие этой техники красочно описано историком Плутархом, написавшим биографию полководца Марцелла , возглавлявшего захват Сиракуз . Всего Архимеду принадлежит более 40 изобретений, в том числе планетарий, причем весьма сложный.
В книге «О равновесии плоских фигур» содержатся определения центров тяжести треугольника, параллелепипеда, трапеции. Важное значение в исследованиях Архимеда занимает изучение условий плавания тел. Начались они с просьбы царя Гиерона определить, нет ли примесей в составе золотого венка, который Гиерон после успешного военного похода решил пожертвовать храму. Сформулированный в результате этих поисков «Закон Архимеда» изложен в сочинении «О плавающих телах».
Эта задача решалась так. Был подготовлен кусок серебра и кусок золота, равные весу венка. Затем кусок серебра был погружен в сосуд, наполненный водой. Было измерено количество вытесненной воды. 3. То же было проделано с куском золота. 4. Архимед установил, что объем куска золота меньше объема куска серебра такого же веса. 5. Затем в сосуд, доверху наполненный водой, погрузил венок и установил, что венок вытеснил воды больше, чем кусок золота такого же веса. Таким образом, Архимед узнал, что в золото было подмешано серебро и те самым доказал обман мастера.
В области механики Архимед заложил основы статики. Он разработал теорию рычага, сформулировал условие равновесия рычага. В основе это теории лежат следующие постулаты: Два одинаковых груза, подвешенных на равных расстояниях от точки опоры рычага, находятся в равновесии. 2. Одинаково тяжелые грузы, подвешенные на неравных расстояниях, не находятся в равновесии , но действующий на более далеком расстоянии, опускается. 3. Если два груза находятся в равновесии на определенных расстояниях и к одному их них что-либо прибавить, то равновесие нарушится, и увеличенный груз опустится. 4. Точно так же, если что-либо отнять от одного из грузов, то опускается тот, от которого ничего не было отнято. Исходя из этих постулатов и некоторых других, Архимед формулирует условие равновесия рычага. «Два соизмеримых груза находятся в равновесии, если они обратно пропорциональны Плечам, на которые эти грузы подвешены».
Правило равновесия рычага в быту и технике Плоскогубцы Длина ручек - 11 см Длина губок - 4 см Применяя плоскогубцы, получим выигрыш в силе в 2,75 раза
Нож
Ножницы Длина ручек - 9 см Длина лезвий - 7 см. Ножницы дают выигрыш в силе всего в 1,2 раза. Ими можно резать бумагу и тонкий картон.
Разводные и трубные (газовые) ключи Длина ручек трубного ключа - 33 см Длина обжимной части - 7 см Такой ключ дает выигрыш в силе в 4,7 раз. Он используется для вращения и ли фиксации труб и других деталей произвольной формы.
Кусачки Длина ручек - 20 см Длина губок - 4 см Выигрыш в силе кусачки дают в 5 раз, поэтому их применяют для разрезания проводов и проволоки
Ножницы по металлу Длина ручек 23 см Длина лезвий 9 см Ножницы про металлу дают выигрыш в силе в 2,5 раза. Поэтому ими можно резать листовое железо
Гвоздодер Длина рукоятки – 42 см Длина плеча изогнутого металлического клина – 4 см. Гвоздодер дает выигрыш в силе в 10,5 раз. Э то ручное рычажно-клиновое приспособление для вытаскивания (выдирания) вбитых в материал (дерево, пластик и др.) гвоздей.
Архимед разбирает вопрос об устойчивости равновесия плавающих тел различной геометрической формы. Полученные им результаты получили современную формулировку и доказательство только в XIX в. Сочинение «О плавающих телах» основано на положениях, что: 1. Жидкость во всех частях однородна и непрерывна. 2. Во всякой жидкости менее сжатая часть смещается другой, более сжатой. 3. Всякая жидкость претерпевает давление от лежащей отвесно над нею жидкости. Отсюда выводятся следствия: 1).поверхность покоящейся жидкости должно иметь сферическую форму, концентрическую с формой Земли; 2). тело, более легкое, чем жидкость, погружается в нее до тех пор, пока вес тела, не сравняется с весом вытесненной жидкости; 3). тело, насильственно погруженное в жидкость, всплывает с силой, равной избытку веса жидкости (в объеме, вытесненной телом) над весом тела; 4). Тело, более тяжелое, чем жидкость, погружается в нее с силой и теряет вес, равный весу вытесненной жидкости. Свой закон Архимед сформулировал так: «Тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в нее, погружаются все более глубже, пока не достигнут дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своем весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объеме тела.»
Архимед был не только замечательным механиком, но и великим математиком. Он впервые указал, что площадь круга равна площади прямоугольного треугольника, один катет которого равен радиусу, а другой – длине окружности. 2. Архимед доказал, что объемы цилиндра, шара и конуса, имеющие одинаковую высоту и ширину, относятся как 3 : 2 : 1
Архимед, по-видимому, считал эту теорему самым значительным своим открытием, так как завещал изобразить сущность этой теоремы на своей могиле. Это его пожелание было выполнено. Именно по изображению на надгробной плите названных фигур через 137 лет и было найдено место захоронения Архимеда Цицероном. Метод Архимеда – исходить из заданных положений и посредством теорем дедуктивно приходить к новым выводам. Характеризуя геометрию Архимеда, древнегреческий историк Плутарх утверждал: «Во всей геометрии нельзя найти теорем более трудных и глубоких, чем те, которые Архимед решает самым простым и наглядным образом». Архимед стремился все явления природы описать математически, поэтому его справедливо считают родоначальником математической физики. Галилей назвал его своим учителем.
Работы Архимеда в области астрономии Архимед доказывает, что: 1). расстояние от Солнца до Земли не < 10000 земных радиусов; 2). поперечник сферы неподвижных звезд не < 10000000000 стадий; 3). число песчинок, которое наполнило бы такую Вселенную, выражается числом из единицы с 63 нулями. 4). Отношение солнечного поперечника с лунным равно 30 : 1 (в действительности 400 : 1).
Современники преклонялись перед Архимедом, как перед божеством. Но никто не решался идти по его следам. Это объясняется тем, что он не основал никакой школы и имел весьма мало непосредственных преемников. Следствием этого явилось то, что сиракузяне скоро забыли об Архимеде. Поэтому спустя 137 лет (в 75 г. до н.э.) Цицерону пришлось указывать могилу неблагодарным потомкам.
Главные сочинения Архимеда О шаре и цилиндре. Об измерении круга. О кононоидах и сфероидах. О спиральных линиях. О равновесии плоскостей. О квадратуре параболы. О числе песчинок. О плавающих телах. Книга вспомогательных положений.
Список литературы 1. Краткий курс истории физики: Учебное пособие.- Челябинск. Издательство «Факел» ЧГПИ, 1995. 2. Мир физики: Занимательные рассказы о законах физики. Санкт-Петербург: « МиМ-ЭКСПРЕСС », 1995. 3. М.И. Блудов Беседы по физике.- М.:Просвещение , 1985. 4. Я.И. Перельман Занимательная физика.- Уфимское издательство «Слово», 1993. 5. Физика. Большая серия знаний. – М.:Мир книги, 2004г. 6. Физика. 7 кл .: учебник /А.В. Перышкин . -5-е изд., стереотип. – М.:Дрофа , 2016.
https://ru.wikipedia.org/wiki/ Гиерон_ II https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_myphology/399/ Гиерон https://ru.wikipedia.org/wiki/ Архимед https://www.mirf.ru/science/arkhimed-i-ego-otkrytiya http://absurdopedia.net/wiki/ Архимед_Сиракузский http://toname.ru/biography/arhimed.htm https://history.wikireading.ru/308051 http://allforchildren.ru/why/who35.php https :// ru.wikipedia.org Интернет-ресурсы
Сказка "Дятел, заяц и медведь"
Сказка про Серого Зайку
Валентин Берестов. Аист и соловей
Галка в чужих перьях
"Разделите так, как делили работу..."