داستان قانون ارشمیدس

 یافتم! آهاااای یافتم!!!!

از خواندن فیزیک خسته شدید؟ شاید بخشی از این خستگی به این موضوع برمی گردد که همیشه مجبور بودید فیزیک را برای حل کردن تمرین ها یا تست زدن بخوانید. به شما حق می دهم که شب امتحان به زمین و زمان ناسزا بگویید! تصور خودم این است که شاید اگر داستان بعضی از اکتشافات را برایمان تعریف می کردند، فیزیک در نظرمان جذاب تر می شد. بماند… قصد دارم برایتان داستان کشف قانون ارشمیدس، دانشمند بزرگ یونانی را تعریف کنم. اگر همراه باشید می تواند برایتان انگیزه‌ای باشد برای «کشف کردن». داستان کشف ارشمیدس را از روی ویدیو‌یی از سایت TED نوشتم.

داستان ارشمیدس چه بود؟

وقتی به کشف قانون ارشمیدس فکر می کنید احتمالا یاد لحظه‌ای می افتید که ارشمیدش برهنه در خیابان ها می دود و می گوید «یافتم» اما ظاهرا داستان چیز دیگری است.

در قرن سوم پیش از میلاد، هایرون پادشاه شهر سیسیلی سیراکیوز (حوالی فرانسه فعلی) ارشمیدس را به عنوان ناظر یک پروژه مهندسی با ابعاد بی سابقه انتخاب کرد. هایرون به آنها ماموریت ساخت یک کشتی را داد که پنجاه برابر بزرگتر از یک کشتی جنگی باستانی بود و نام آن را  «سیراکیوز»  که همان نام شهرشان بود گذاشت. هایرون می خواست بزرگترین کشتی دنیا را بسازد و آن را به عنوان هدیه به پادشاه مصر بطلمیوس پیشکش کند.

چالش ارشمیدس چه بود

اصلا یک کشتی به بزرگی یک قصر می تواند شناور شود؟ در زمان ارشمیدس هیچ کس چنین کاری نکرده بود… مثل این بود که بپرسی یک کوه می تواند پرواز کند؟ هایرون عده زیادی را به حل این مسئله گماشت. صد ها مهندس سالها برای ساخت سیرکوزیا تلاش می کردند و آن را از کاج های کوه آتنا و طناب های کنفی اسپانیایی و قیر فرانسوی می ساختند. در عرشه اصلی هشت برج نگهبانی قرار داشت که قرار نبود با ستون حمایت شود. بلکه تمثال های عظیم چوبی اطلس حائل آن بود.

تایتانیک باستانی

بر روی دماغه کشتی منجنیقی عظیم باید قرار می گرفت که می توانست سنگهای ۹۰ کیلویی را پرتاب کند. برای سرگرمی مسافران کشتی تفرج گاهی گل کاری شده، یک استخر پوشیده، گرمابه، کتابخانه‌ای پر از کتاب و مجسمه، یک معبد و یک باشگاه ورزشی داشت. کار زمانی برای ارشمیدس سخت تر شد که فهمید هیرون قصد دارد کشی را پر از بار کند. ۴۰۰ تن غله، ۱۰۰۰۰ شیشه ترشی ماهی، ۷۴ تن آب آشامیدنی و ۶۰۰ تن پشم به علاوه‌ی ۱۰۰۰ نفر مسافر و ۲۰ راس اسب. چگونه ممکن بود یک کشتی حتی در سفر اولش موفق به جابجایی چنین چیز هایی بشود؟

شکست برای ارشمیدس گزینه خوبی نبود. پس او به پرسش پرداخت: شناور می شود؟ شاید روزی در حمام نشسته بود و فکر می کرد چطور یک وان حمام بزرگ می تواند شناور شود. همان زمان بود که جواب یعنی قانون ارشمیدس به ذهن او رسید.

کشف قانون ارشمیدس

قانون ارشمیدس اینگونه است: به جسمی که تا اندازه ای در آب فرو رفته باشد، نیرویی رو به بالا وارد می شود که برابر وزن مایع جابه جا شده به وسیله‌ی آن جسم است. به بیان دیگر اگر سیرکوزیای ۲۰۰۰ تنی دقیقا ۲۰۰۰ تن آب را جابه جا کند، درست در مرز شناوری قرار خواهد گرفت. ولی مثلا اگر ۴۰۰۰ تن آب را جابه جا کند، بدون هیچ مشکلی شناور خواهند ماند. ولی اگر ۱۰۰۰ تن آب را جابه‌جا کند می توانید تصور کنید چه خواهد شد.

این همان قانون شناوری است که هنوز مهندسان به آن قانون ارشمیدس می گویند. به راحتی می توانید تصور کنید که یک نفتکش فولادی چطور به سادگی یک قایق چوبی شناور می ماند. اگر آب جابه جا شده به واسطه‌ی حجم فرورفته کشتی، وزنی به اندازه‌ی وزن کشتی داشته باشد، هر چه از کشتی در بالای آن است روی سطح شناور باقی می ماند.

حرف آخر

داستان کشف قانون ارشمیدس شبیه داستانی است که قبلا شنیده ایم. شاید به این دلیل که هر دو یک المان مشترک دارند. در داستان قدیمی یک تاج پادشاهی وجود دارد که در زبان لاتین به آن کورونا می گویند. در هسته داستانی که خواندید ستون های عظیم کشتی هست که در زبان یونانی کورونه نامیده می شود. ممکن است این دو با هم اشتباه شده باشند. ممکن هم است هیچ موقع متوجه نشویم. به نظرم در اصل داستان هم فرقی نمی کند. تلاش برای کشف کردن یک امر تازه از همه چیز مهمتر است.

تهیه کننده: ماهان آبادی