 |
Разностный ворот. Дифференциальный блок. Выдумка Плутарха
|
|
|
|
Разностный ворот
Существует еще один весьма простой механизм, которым мог воспользоваться Архимед.
Представьте себе обычный колодезный ворот, но только его вал сделан разной толщины: одна сторона, допустим – правая, потолще, а левая – потоньше. Канат намотан на обе половины вала: один конец на более толстую, а другой – на ту, что потоньше. Середина каната образует петлю, продетую сквозь подвижный блок.
Когда вал вращают, канат сматывается с тонкой части вала, проходит сквозь блок и наматывается на толстую часть.
Получается нечто похожее на арифметическую задачу с бассейном, к которому подведены две трубы, через меньшую вода вливается, а через большую вытекает. Так и тут: канат сбегает с тонкой части вала ворота и навивается на толстую, а блок мало‑ помалу подтягивается к вороту. Выигрыш в силе, даваемый таким воротом, зависит от разницы в длине окружностей толстой и тонкой частей вала, и ворот поэтому называется разностным, или дифференциальным. Чем меньше разница между диаметрами тонкой и толстой частей, тем больше выигрыш в силе.
Разницу в толщине обеих частей вала можно сделать совсем незначительной, а потому выигрыш в силе получится громадным. Например, если рукоятка дифференциального ворота имеет в длину 80 сантиметров, окружность толстой части вала– 100 сантиметров, а тонкой – 99 сантиметров, то такой ворот увеличит силу тяги в тысячу раз.
Для решения задачи Архимеда этого более чем достаточно.
Дифференциальный блок
Может быть, у мастеров того времени не хватило умения построить разностный ворот, дающий силу тяги в 15 тонн, но тогда Архимед мог соединить ворот с дифференциальным блоком.
|
|
|
Этот остроумный механизм состоит всего лишь из двух блоков – подвижного и неподвижного, но неподвижный блок особого устройства: он изготовлен из двух шкивов разного диаметра, намертво скрепленных друг с другом. Такой блок похож на дифференциальный ворот: там вал разного диаметра, а тут шкив такой же.
Действует этот блок так: цепь или канат огибает шкив меньшего диаметра, опускается к подвижному блоку, проходит сквозь него и возвращается на неподвижный блок, но попадает на шкив большего диаметра.
Большой шкив подтягивает канат быстрее, чем его отпускает меньший, и поэтому подвижный блок медленно поднимается к неподвижному и подтягивает за собой груз. Выигрыш в силе получается за счет разницы в размерах шкивов неподвижного блока.
Когда разница между ними невелика, усиление тяги получается большое.
Дифференциальный ворот в соединении с полиспастом или дифференциальным блоком – наиболее вероятные механизмы, которые Архимед мог применить, для того чтобы вытянуть галеру царя Гиерона.
Однако, какой бы механизм Архимед ни применил, нельзя сказать, что он будто бы «повел галеру легкими движениями руки». Ведь пятисоткратный выигрыш в силе влечет за собой точно такой же проигрыш в расстоянии. Для того чтобы двинуть галеру только на метр, рука Архимеда должна была проделать путь по меньшей мере в 500 метров. Иначе говоря, вращая рукоятку своей машины, Архимед должен был сделать несколько сот оборотов рукоятки на каждый метр движения галеры.
Выдумка Плутарха
Продолжая свой рассказ о событиях минувших лет, Плутарх диктовал рабу‑ писцу: «Царь, пораженный виденным и оценив могущество науки, пригласил Архимеда построить машины, пригодные для обороны города».
По словам Плутарха, Архимед согласился, но сделал это неохотно, потому что презирал практическую деятельность и считал свои изобретения игрушками. Историк писал: «Не должно думать, что Архимед придавал своим изобретениям большую цену. Для него это были большей частью как бы игрушки геометрии. Он исполнял их, уступая почетным настояниям царя Гиерона. Гиерон убеждал Архимеда перенести на время духовную мощь свою с умственных вещей на телесные и дать людям возможность ощутить силу его соображения, дав ее практическое, полезное применение… Построение же машин и все искусство, направленное на удовлетворение житейских потребностей, было в глазах Архимеда чем‑ то неблагородным и низкоремесленным».
|
|
|
Однако этот отзыв не согласуется с теми сведениями об Архимеде, которые сохранила для нас история. Когда Архимед жил в Египте, он не только изучал математику, но и строил плотины и изобрел «водяную улитку», для того чтобы облегчить труд земледельцев, перекачивавших воду на поля. Там он старался применить свои познания на пользу людям.
Вернувшись в Сиракузы, Архимед придумал приспособление, помогающее вытаскивать на берег галеры, подлежащие ремонту. А потом он 25 лет своей жизни отдал на то, чтобы построить военные машины, необходимые для защиты родного города.
Плутарх и другие римские писатели указывают, что Архимед не оставил описания своих изобретений и даже не упоминал о них в письмах друзьям.
– Значит, он не ценил свои изобретения! – делают вывод историки древнего мира.
Но вполне понятно, что, посылая письма своим друзьям‑ геометрам в Александрию, Архимед сообщал им лишь о решенных геометрических задачах. Зачем бы стал он писать о метательных машинах, которые строили по его указаниям в мастерских царя Гиерона? Ведь его письмо могло нечаянно попасть в руки римлян! И таким образом была бы выдана государственная тайна.
Архимед прекрасно знал, что и александрийские и афинские ученые действительно презирают всякую физическую работу, для них труд – удел рабов! Так зачем же рассказывать о своих работах на благо отчизны? Для того чтобы подвергнуться насмешкам придворных ученых?
Архимед умышленно не писал о своих изобретениях. Он не считал нужным это делать.
Не таков был Архимед, каким его изображают римские историки. Он всегда применял свои знания и открытия на практике и не чуждался труда.
|
|
|
