A partire da Archimede, le navi galleggiano

Gregory Suave

Nessuno dei metodi per insegnare la matematica a bambini e adulti può prescindere dalle operazioni base, quelle che vengono insegnate già nei primissimi anni delle scuole primarie: somma, sottrazione, divisione e moltiplicazione sono i punti di riferimento per ogni miglioramento nella conoscenza e nella pratica della matematica, oggi e sempre.

Hai mai sognato di diventare un grande genio, proprio come Archimede di Siracusa?

Grande scientifico, fisico, matematico e ingegnere della Magna Grecia, Archimede utilizza la matematica per spiegare la meccanica. Crea, dunque, numerosi strumenti rivoluzionari, per la storia di tutte le matematiche, come la leva o la cosiddetta vite di Archimede.

Proprio come Newton, Pitagora, Talete, Cartesio, Einstein e molti altri, Archimede ha saputo trovare il suo posto, trai i grandi matematici e scientifici di questo mondo, rivoluzionando l’universo delle matematiche. Scopri come!

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Chi è il prof di matematica di Siracusa?

Come quella di molti altri scienziati dell’antichità, anche la vita di Archimede di Siracusa non c’è giunta fino a noi in modo troppo dettagliato: insomma, non la conosciamo con molta precisione, dato che nessuno si è occupato di scrivere una sua biografia e solo pochi e scarni scritti sono stati ritrovati, ma di datazione molto più recente e, quindi, relativamente poco precisi.

È soprattutto Isidoro di Mileto a parlarne per primo, o quasi, nel 530 d.C. Di Archimede hanno scritto anche Polibio (202 – 126 a.C.), Plutarco (46 – 125 d.C) e Tito Livio (59 a.C. – 17 d.C.).

Dalla circonferenza alla fisica, passando per la meccanica, le sue scoperte hanno influenzato la scienza.
Archimede ha segnato per sempre la storia della matematica e non solo!

Tuttavia, nonostante la scarsità di informazioni, qualcosa è giunto fino a noi. Più precisamente, Archimede sarebbe nato a Siracusa nel 287 a.C. Suo padre era astronomo e, quindi, lui iniziò presto a studiare le scienze. Secondo dei documenti, che dimostrerebbero degli scambi tra Archimede e alcuni professori, pare il futuro matematico avrebbe continuato gli studi presso una scuola molto importante sita ad Alessandria.

Ha l’opportunità di affiancare i più grandi scienziati dell’epoca, in particolare Dositeo, Conone di Samo e il responsabile della biblioteca di Alessandria, Eratostene. Archimede destinava tutte le sue opere scientifiche a questi studiosi.

Archimede diventa ingegnere per il re di Siracusa Gerone e partecipa anche alla difesa della città durante la seconda guerra punica. La storia racconta che Archimede sarebbe stato ucciso nel 212 a.C., da un soldato romano (il quale, tuttavia, avrebbe ricevuto l’ordine di farlo solo prigioniero, senza porre fine alla sua vita).

I documenti sulla vita di Archimede non permettono di stabilire se lo scienziato siracusano abbia avuto moglie e figli. Tutto ciò che sappiamo di lui, infatti, riguarda lavori e pubblicazioni di matematica. Al contrario, non è stato trovato nulla sul suo periodo di ingegnere presso il re di Siracusa: su questo periodo, allora, dobbiamo fidarci di quello che ci è stato tramandato dagli storici e dai narratori dei secoli successivi.

Archimede lascia un segno indelebile sulla sua epoca grazie ai suoi lavori e influenzerà le generazioni successive di scienziati e studiosi. Grandi scienziati hanno ammirato i suoi lavori e vi si sono ispirati, per secoli e secoli. Tra questi scienziati troviamo Cicerone, Plutarco, ma anche Leonardo da Vinci.

Archimede continuerà ad essere citato, per espressioni diventate mitiche, come eureka, esclamazione che gli sarebbe uscita di bocca, mentre correva per strada, in seguito ad una sua scoperta. Questa parola altro non è che il corrispettivo greco di ho trovato. Lo stesso Archimede Pitagorico, personaggio Disney che abita a Paperopoli grida eureka, ogni volta che trova una soluzione ad un problema o che un’idea geniale lo illumina. E se questa non è la prova che il genio di Archimede ha viaggiato attraverso i secoli, fino a noi, …!

Archimede e lezioni private matematica

Archimede ha ampiamente contribuito al progresso della matematica, nella storia delle scienze. Ecco, qui, alcune delle sue principali scoperte.

Il metodo di esaustione

Archimede utilizza i lavori di Eudosso di Cnido sul metodo di esaustione, per riuscire a calcolare l’aria che si trova al di sotto di una parabola. Questo consente di continuare la riflessione sullo studio delle figure coniche e di calcolare, così, le superfici che prima era impossibile calcolare.

La misura del Pi Greco

Archimede è noto, in particolare, per avere dato una misura precisa del Pi Greco. Per realizzare i suoi calcoli, il matematico ha utilizzato dei poligoni regolari e ha calcolato il rapporto tra il perimetro di un cerchio e il suo diametro. Ha così potuto trovare un numero che si avvicina moltissimo alla misura esatta che abbiamo oggi del Pi Greco (ovvero, 3,14159).

È grazie a lui che possiamo oggi calcolare le misure della circonferenza.
Archimede ha scoperto il Pi Greco!

La spirale d’Archimede

Il matematico studia la composizione di una spirale, dopo numerosi calcoli, ne deduce che l’area della spirale equivale al terzo del cerchio che la contiene. Utilizza anche la tangente per stabilire una rettificazione della circonferenza (un segmento la cui lunghezza è uguale alla circonferenza del cerchio stesso).

Le formule per i volumi delle superfici di rotazione

Lo scienziato di Siracusa calcola le aree e i volumi di diversi oggetti. Utilizza, in particolare, le sue capacità in meccanica, per applicarle alla matematica. Archimede scrive il trattato Della sfera e del cilindro, al fine di dimostrare che il rapporto tra i volumi di una sfera e di un cilindro è pari a 2/3, se la sfera è tangente al cilindro per la faccia laterale e le due basi. Lo stesso discorso si applica al rapporto tra le loro superfici.

Lo studio delle aree e dei volumi della sfera e del cilindro era così importante per lui, al punto che avrebbe richiesto di scolpire sulla sua tomba queste stesse figure.

Aritmetica, geometria, ragionamento matematico, equazioni, numeri primi, algebra, calcolo differenziale, calcolo integrale, decimali, Pi Greco, triangolo rettangolo, numeri complessi, … tutta la storia della matematica è segnata dai progressi compiuti da Archimede.

Durante i corsi di matematica, dalla scuola primaria, fino al liceo, i professori di matematica devono ringraziare Archimede. Anche tu, certamente, hai già studiato almeno una parte delle scoperte di Archimede, durante le lezioni di matematica e durante quelle di fisica.

A ripetizioni di matematica per imparare le scoperte di Archimede

Archimede mette in evidenza un fenomeno fisico che porta oggi il suo nome: la spinta di Archimede. Nel trattato Sui corpi galleggianti, lo scienziato di Siracusa spiega le leggi della statica dei fluidi.

Spiega in particolare il comportamento dei corpi solidi immersi in un fluidio. Secondo Vitruvio, Archimede avrebbe studiato questo comportamento mentre si faceva il bagno.

Sarebbe stato lavandosi, secondo la leggenda, che Archimede scoprì il principio cui poi è stato dato il suo nome.
Tutti noi, al mare o piscina, sperimentiamo il principio di Archimede!

La spinta di Archimede è quindi la forza subita da un corpo solido sottomesso alla pesantezza, immerso in un liquido o in un gas. Questa forza è spiegata da Archimede con l’aumento della pressione del fluido sull’oggetto. Questa pressione è fisicamente più forte sulla parte bassa del corpo che galleggia, che sulla parte alta dello stesso corpo. Il corpo galleggia, dunque, più o meno a seconda della forza.

La spinta di Archimede è definita nel modo che segue:

Ogni corpo immerso in un liquido a riposo, subisce una forza verticale, diretta dal basso verso l’alto e inversamente proporzionale al peso del volume del liquido spostato.

La spinta di Archimede funziona solo se il fluido e l’oggetto utilizzati per l’esperimento sono interamente a riposo e solo se l’oggetto può essere spostato e rimpiazzato dal liquido, senza che questo modifichi l’aspetto immobile di uno dei due elementi.

Nella sua opera, Archimede utilizza due oggetti cilindrici, per provare il proprio teorema.

La sua scoperta gli consente di realizzare i progetti per la più grande nave dell’antichità, per Gerone II: il Siracusia.

La spinta di Archimede, oggi, è utilizzata per creare molte macchine e ha segnato per sempre il mondo della meccanica, dall’antichità ai giorni nostri.

Una lezione matematica e non solo: la vite di Archimede e la meccanica

Nell’antichità, proprio come oggi, la matematica è strettamente legata al funzionamento del mondo tutti i più grandi scienziati e i più grandi matematici dell’epoca avevano seguito corsi di matematica, per inserirle in un contesto più ampio. Astronomia, geografia, fisica, meccanica, tutte le materie scientifiche hanno bisogno della matematica.

Archimede, in particolare, si concentra sullo studio del funzionamento delle macchine e diventa il padre della meccanica statica. Studia, innanzitutto, il funzionamento della leva e del centro di gravità, che spiegherà nella sua opera Dell’equilibrio delle figure piane. In particolare, Archimede dichiara:

Datemi una leva e un punto d’appoggio e vi solleverò il mondo!

Archimede scrisse anche un’altra opera, per dettagliarvi i principi e i meccanismi della leva. Scoprì che il peso deve essere equilibrato da ogni lato, affinché il centro di gravità possa tenere una tavola in equilibrio.

La matematica è alla base delle macchine da trazione, che utilizzano un sistema di pulegge, per aiutare gli uomini a sollevare dei carichi troppo pesanti per poter essere sollevati a mano nuda. Come Leonardo da Vinci, che parecchi secoli dopo si ispirerà ad Archimede per creare delle macchine da guerra, il matematico siracusano inventò la catapulta e uno strumento per misurare le distanze di lancio dei proiettili, utilizzato successivamente dai romani.

Non c’è che dire: le sue invenzioni sono geniali, soprattutto se rapportate alle conoscenze dell’epoca.
La vite di Archimede permette di pescare acqua da un fiume!

Ma, per restare nell’ambito della meccanica, Archimede è noto soprattutto per la vite senza fine. Ispirata dalle sue scoperte in Egitto, la vita senza fine consente di pescare l’acqua da un fiume. È, ancora oggi, ritenuta una delle migliori invenzioni di Archimede.

Quest’ultimo avrebbe anche creato una macchina in grado di prevedere con precisione giorno e ora delle eclissi. Parti di questa macchina sono visibili al Museo nazionale di archeologia di Atene. È nota come Macchina di Anticitera.

Per Archimede, tutte le sue invenzioni nell’ambito della meccanica erano un puro divertimento. Le sue scoperte rispondevano all’ordine di difendere la città di Siracusa. Insomma, un vero artista, che, alle cose utili, preferiva le cose belle.

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Igor

Appassionato lettore quasi onnivoro, moderatamente digitale, esperto di content marketing e amante della natura