Física
Arquimedes
Arquimedes(287 - 212 a.C.), matemático, físico e inventor grego, considerado um dos maiores génios científicos de sempre. Filho do astrónomo Fídias, Arquimedes nasceu por volta de 287 a.C., em Siracusa, cidade-estado da Sicília. Estudou em Alexandria onde conheceu Canon de Samos e Eratóstenes, de quem se tornou amigo e com quem colaborou.
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Ao contrário da maior parte dos sábios da época, que desprezavam a aplicação prática dos conhecimentos (considerando o pensamento puro como a única actividade digna de um sábio e aristocrata) Arquimedes, engenheiro brilhante, chegou às suas maiores descobertas através da experiência directa e nunca se envergonhou disso.
Pelo menos duas ciências devem os seus fundamentos a Arquimedes: a Estática, que estuda o equilíbrio dos sólidos, e a Hidrostática, que estuda o equilíbrio dos líquidos. No campo da estática estabeleceu, com rigor absoluto, os princípios do uso da alavanca. Diz-se que teria demonstrado a eficácia da alavanca lançando ao mar um grande navio mandado construir pelo tirano Hierão II. Sucedeu que, depois da construção do grande barco, muito maior e portanto muito mais pesado do que todos os outros, os engenheiros navais da corte siracusiana compreenderam que não eram capazes de fazer deslizar a nave da terra firme para a água. O recurso ao engenho de Arquimedes permitiu, aplicando o princípio da alavanca, dar conta da empresa. Foi então que o génio siracusiano teria pronunciado a famosa frase que, desde sempre, lhe é atribuída:"Dêem-me um ponto de apoio e levantarei o Mundo."
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Um dos episódios mais célebres da História da Ciência - “ A coroa de ouro de Hieron” - foi protagonizado por Arquimedes.Eis o relato que dele nos dá Vitrúvio (historiador romano, I d.C.)
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“Entre o grande número de descobertas realizadas por Arquimedes, é necessário assinalar a seguinte: Quando Hieron reinava em Siracusa, propôs oferecer a um certo templo uma coroa de ouro aos Deuses imortais. Combinou a confecção da obra com um artesão mediante uma boa soma de dinheiro e a entrega da quantidade de ouro necessária em peso. O artesão entregou a coroa na data combinada com o rei, que a achou executada com perfeição, parecendo-lhe que continha todo o ouro que lhe havia sido entregue. Sabendo então que o artesão retirara parte do ouro, substituindo-o por um peso equivalente em prata o Rei, indignado diante esse engodo, e não tendo em mãos os meios para provar ao artesão a sua fraude, encarregou a Arquimedes que se ocupasse da questão e que com sua inteligência encontrasse esses meios. Um dia em que Arquimedes estava preocupado com esse assunto, entrou por acaso numa casa de banhos, e percebeu que à medida que entrava na banheira, a agua transbordava da mesma. Esta observação fez Arquimedes descobrir a resposta que o preocupava e, sem mais esperar, pela alegria que este facto lhe produzia, saiu da banheira ainda nú e correndo pela sua casa, gritava: Heureka! Heureka!, isto é, “encontrei! encontrei!. Sobre a base desta descoberta, tomou, então, duas massa de igual peso que o da coroa: uma de ouro e outra de prata. Mergulhou depois a massa de prata num vaso, o que fez sair uma quantidade de água igual ao volume dessa massa; tirou, então, a massa e voltou a encher o vaso com uma quantidade de água igual à que se derramara e que se preocupara em medir, de maneira que pode conhecer a quantidade de água que correspondia à massa de prata que introduzira no vaso. Depois desta experiência, mergulhou igualmente a massa de ouro no vaso cheio de água e, depois de have-lo retirado, mediu novamente a água transbordada, descobrindo que a massa de ouro não deslocara tanta água como a de prata e que a diferença para menos era igual à diferença entre os volumes da massa de ouro e da massa de prata em igual peso. Finalmente, voltou a encher o vaso, mergulhando desta vez a coroa, que deslocou mais água que deslocara a massa de ouro de igual peso, porém menos que a massa de prata. Calculando, então, de acordo com estas experiências, em quanto a quantidade de água que a coroa desalojara era maior que aquela que deslocara a massa de ouro , soube quanta era a prata que fora misturada ao ouro, mostrando assim claramente, a fraude do artesão". |
Arquimedes inventa assim a balança hidrostática, actualmente ainda muito em uso. Com a descoberta do princípio que ficou com o seu nome, estavam lançadas as bases de uma nova ciência: a Hidrostática.
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Um outro episódio ilustre conta que Arquimedes foi o inventor dos espelhos curvos com os quais os defensores de Siracusa teriam incendiado os navios romanos durante o cerco da cidade, concentrando sobre eles os raios solares.
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Os espelhos curvos de Arquimedes
Arquimedes morreu às mãos de um soldado romano quando, em 212 a.C., Siracusa foi conquistada por Roma. Todavia, os romanos respeitavam tanto Arquimedes que, após a sua morte, acederam a um antigo desejo seu e gravaram na sua pedra tumular uma esfera inserida num cilindro, em comemoração da descoberta de que Arquimedes mais se orgulhara: o cálculo do volume do cilindro e da esfera.
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Mosaico do séc .XIII representando a morte de Arquimedes
Héron
Um dos mais notáveis inventores dos tempos antigos foi Héron de Alexandriaque viveu entre 150 a 100 a.C.. Pode-se dizer que a obra de muitos pensadores do renascimento não apresenta grandes novidades face aos estudos de Héron. Entre as suas invenções encontramos a dioptra (instrumento de geodesia), a fonte de Héron, aparelho construído com base nos princípios da Hidrostática e o mais extraordinário de todos: a eolípila, que não é mais do que uma turbina a vapor.
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Fonte de Héron
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Dioptra
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Eolípila de Héron
A aplicação destes inventos resumia-se muitas vezes à criação de objectos mais ou menos lúdicos, mecanismos que permitissem a abertura de templos, etc..
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Outras invenções de Héron
1. Altar maravilhoso (as figuras dançam quando se acendendo o fogo)
2. Distribuidor de água-lustral a moedas
3. Odómetro (mede a velocidade e o percurso dos veículos)
4. Órgão hidráulico
Entre os diversos factores que impediram o aproveitamento em larga escala de todas as potencialidades dos inventos de Héron, por exemplo, para revolucionar os transportes, o maior peso fica a dever-se a factores sociais: dado que os escravos eram a principal força de trabalho, não havia necessidade de substituir o esforço humano pela máquina.
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Sistema da abertura automática de portas de Héron. As portas abrem-se quando se acende um fogo que vai aquecer o ar de um depósito cheio de àgua. A àgua deslocada enche um recipiente que, ao aumentar de peso, desce e abre a porta por meio de uma corda.
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Héron é lembrando também enquanto matemático, principalmente pela seguinte fórmula - conhecida por Fórmula de Heron - relativa ao cálculo da área de um triângulo.
O seu trabalho fundamental - Geometria Métrica - esteve perdido até 1896. “O Livro I” enumera meios para encontrar áreas de triângulos, quadriláteros, polígonos regulares com 3 a 12 lados, círculos e seus segmentos, elipses, segmentos parabólicos e a superfície de cones, esferas e segmentos de esferas. O livro inclui ainda um método para calcular as raízes quadradas de um número, método que é frequentemente usado em computadores modernos. O Livro II apresenta métodos para calcular o volume de cones, pirâmides, cilindros, paralelipípedos, prismas, esferas, segmentos esféricos e dos cinco sólidos geométricos. O Livro III converte a divisão de certos volumes e áreas em partes de raios dados.
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