martes, 27 de diciembre de 2016

Arquímedes: tornillo, polea, principio y final

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EL TORNILLO DE ARQUÍMEDES (250 a. C.)

Arquímedes, geómetra de la antigua Grecia, es considerado el matemático y científico más fabuloso de la Antigüedad y uno de los cuatro matemáticos más importantes de la historia junto con Isaac Newton, Leonhard Euler y Carl Friedrich Gauss.

La invención del tornillo de Arquímedes para hacer ascender el agua y regar los cultivos fue atribuida a Arquímedes por el historiador Diodoro Sículo en el s. I a. C., cuando también Vitrubio ofrece una descripción detallada del mismo. 

Para hacer ascender el agua, el extremo inferior del tornillo se sumerge en un estanque y el giro del tornillo hace ascender el agua desde el depósito hasta un lugar situado en una cota superior.

Hoy día, para bombear aguas residuales en una planta de tratamiento de Memphis en Tennessee, se utilizan siete tornillos de Arquímedes: cada uno de ellos puede desalojar unos 75.000 litros por minuto.

Según el matemático Chris Rorres, un aparato de circulacion asistida que mantiene la circulación sanguínea durante un ataque cardíaco o en diversos tipos de operaciones quirúrgicas cardiovasculares se sirve de un tornillo de Arquímedes del diámetro de un lapicero.

LA POLEA (230 a.C.)

Una polea es un mecanismo que habitualmente consiste en una rueda montada sobre un eje. Una cuerda recorre el canto de la rueda del tal modo que la polea invierte el sentido de la fuerza aplicada para, por ejemplo, ayudar a un ser humano o una máquina a izar o tirar de cargas pesadas. La polea también facilita mover una carga pesada porque reduce la cantidad de fuerza que es necesario utilizar.

Posiblemente la polea nació en épocas prehistóricas, cuando alguien lanzó una soga por encima de la rama horizontal de un árbol y la empleó para izar un objeto pesado. Kendall Haven ha señalado que "en el año 3000 a. C. ya existían en Egipto y Siria poleas hechas con  una rueda que tenía una muesca en el canto (para impedir que la cuerda se saliera). Se atribuye al matemático e inventor griego Arquímedes la invención en torno al 230 a. C. de la polea compuesta [...] en la que se combinan una serie de ruedas y sogas para para izar un único objeto [...] con el fin de multiplicar la fuerza de una persona. Los modernos polipastos son ejemplos de polea compuesta".

Según la leyenda y los escritos del historiados griego Polibio, Arquímedes debió de utilizar una polea compuesta para mover pesadas embarcaciones con un mínimo esfuerzo.

EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES (250 a. C.)

Según el principio de Arquímedes, un cuerpo total o parcialmente sumergido en un líquido experimenta un empuje ascendente igual al peso del líquido que desaloja. Imaginemos una bolita de plomo en una bañera: La bola pesa más que la minúscula cantidad de agua que desaloja, de manera que se hunde. Una barca de remos de manera se sustenta gracias a que la enorme cantidad de agua que desaloja pesa mucho.

Cuando los plesiosaurios (reptiles extinguidos) flotaban en el mar, su peso total equivalía al del agua que desalojaban. Quizá los gastrolitos (piedras estomacales) hallados en el estómago de algunos esqueletos de plesiosaurio les ayudaban a controlar la flotabilidad.


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