Arquimedes de Siracusa‏

ARQUIMEDES DE SIRACUSA 287-212 AC

Doscientos años antes de cristo, el mar meditarraneo estaba controlado por el imperio romano. Era una epoca convulsa, con continuas invasiones, y en el centro de la vorágine, estaba la isla de Siracusa, la que tiene forma de triangulo justo en la punta de la «bota italiana».

Arquimedes nació en esta isla, dedicó su vida a la ciencia, y se le puede
considerar el padre de la física moderna, o al menos uno de los mas brillantes padres de la física. Durante la mayor parte de su vida produjo fórmulas matemáticas, principios físicos e inventos técnicos. Algunos de sus descubrimientos sirvieron a su ciudad para defenderse de los constantes ataques romanos. Muchos se usan profusamente hoy en dia.

Es muy común hoy en dia hablar del «Principio de Arquimedes» que dice que «cualquier cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba de la misma magnitud que el peso del fluido desalojado». Es decir, si ponemos un barco en el agua, flotará si su peso es menor que el peso del agua desalojada, esto nos relaciona el peso y volumen del barco con el peso y volumen de agua que desplaza: El barco se hundirá en el agua hasta su linea de flotación, en la cual el volumen de agua desplazada pesa lo mismo que el barco. Si añadimos mas peso,
se hundirá mas, desplazando mas agua, hasta equilibrar su peso con el de esta.

Antes de Arquimedes, los fabricantes de barcos no sabían si el barco que estaban
construyendo flotaría o no: Lo hacian a ojo, y rezaban para que funcionase.
Algunos flotaban y otros se hundían nada mas botarlos. Despues de Arquimedes,
con solo los planos del barco, y algunos datos mas sobre el peso que debe
llevar, es posible saber si un barco navegará o se hundirá ANTES DE CONSTRUIRLO.

Este principio tambien es aplicable a otros fluidos como el aire: En efecto, un
globo lleno con algo que pese menos que el aire (por ejemplo aire caliente, o
hidrogeno, o helio), tiende a «flotar en el aire». El principio es el mismo:
Cuanto mas aire desplace, y mas ligero el contenido del globo, mas fuerza de
empuje hacia arriba.

El globo así, como no cambia de volumen, es capaz de subir hasta la altura en la
cual el aire es igual de denso que el contenido del globo. Cuanto mas subimos en
altura, menos denso es el aire circundante (menos pesa cada metro cúbico de
aire), y así hasta equilibrarse con el peso del globo, que siempre es
menor que el peso del aire a nivel del suelo.

Hasta hace unos cien años, en que los hermanos Wright inventaron el aeroplano,
se tenía la creencia firme de que «nada mas pesado que el aire puede volar»…
¡Tuvieron que pasar mas de dos mil años hasta que los humanos encontramos una
forma de volar que no se basase en el Principio de Arquimedes!

El mismo principio, puede servir también para averiguar el volumen de un objeto
irregular. Se cuenta que en cierta ocasión, un rey de la epoca pidió a un
orfebre que le fabricase una corona de oro, con el fin de que el rey pudiera ser
distinguido y «su autoridad fuera claramente visible». El orfebre entregó la
corona al rey, de un metal reluciente como el oro, pero el rey no estaba seguro
de si realmente era oro, u otra mezcla de metales. Realmente parecía oro,
brillaba como el oro, pero el rey se mosqueó porque «no parecía pesar como el oro».

El rey pidió a Arquimedes que comprobase el peso de la corona, para ver si era
de oro. La densidad del oro era conocida: Tanto peso equivale a tanto volumen de
oro, y el peso es muy facil de medir con una balanza. Pero el problema es que
calcular el volumen de la corona (una forma irregular, dificil de medir, con
entrantes y salientes) era imposible…

Una tarde, estando Arquimedes en los baños públicos, se percató de que al
introducir su cuerpo en la bañera, el nivel del agua subía, y al sacarlo del
agua, el nivel de esta volvía a su altura original. Fue entonces cuando dijo su
famosa frase: «Eureka, lo encontre!»… Se acababa de dar cuenta de que el
volumen de su propio cuerpo, y por ende el de cualquier cuerpo de forma
irregular, podía medirse introduciendolo en agua, y comparando el nivel de esta
antes y despues: El volumen de agua desalojada debía coincidir con el del cuerpo
sumergido.

Así pues, tomó la corona de supuesto oro del rey, la sumergió en agua, y midió
por fin su volumen. Resultó no ser totalmente de oro, y el orfebre fue condenado
a muerte… ¡Ya sabemos que nunca, nunca, nunca, se debe tratar de engañar a un
rey con oro falso!

Este importante hallazgo, base de su posterior «Principio de Arquimedes» (mas
complejo, pero en esencia similar) no es el único descubrimiento de Arquimedes.
Arquimedes tambien descubrió, por ejemplo, la ley de las palancas.

Arquimedes decía que si pones en un balancín dos pesos diferentes, el mas pesado
inclinará el balancín hacia su lado. Sin embargo si acercas el objeto pesado al
centro del balancín progresivamente, llega un momento en que el balancín
permanece en equilibrio, como si el peso del objeto mas pesado fuera
igual que el del objeto mas ligero. De aqui dedujo que «el peso de un objeto
multiplicado por su distancia al centro del balancín, es igual que el peso del
otro objeto multiplicado por su distancia al mismo centro del balancín».

Este principio, hoy en dia lo llamamos «Principio de conservación de la
energia», aunque tuvieron que pasar 1800 años hasta que otros grandes pensadores
lo formularon en estos términos. Este principio de las palancas, lo expresó
Arquimedes con otra de sus celebres frases: «Dadme un punto de apoyo y
moveré el mundo».

El princpio de las palancas es equivalente al de las poleas. Combinando poleas
grandes y pequeñas, se puede multiplicar «la fuerza», como combinando palancas
largas o cortas se puede «modificar el peso».

En los tiempos de Arquimedes, las poleas se usaban mucho en los barcos para
subir y bajar las velas, y Arquimedes demostró que podia botar barcos enormes
(de muchos cientos de toneladas de peso), es decir sacarlos de tierra y hacerlos
a la mar, con la fuerza de un solo brazo humano, usando el sistema de
poleas adecuado. Hoy en dia, las botaduras de los barcos estan tan equilibradas,
que el simple golpecito de una botella de vino, el dia de la inauguración, es
suficiente para meter un barco de peso descomunal en el agua. Hoy en dia, usamos
las poleas y palancas, y su ley de Arquimedes, en un sinfin
de procesos técnicos. Todas las gruas la usan. Todos los mecanismos, desde el
mas pequeño reloj mecanico, hasta el motor mas grande de trenes o barcos
gigantes, la usan.

Arquimedes, con sus inventos, mantuvo a raya a los romanos que querian
conquistar Siracusa a cualquier precio. Terminó por ser una pesadilla para el
emperador romano de la época, que supo de sus asombrosas e ingeniosas
creaciones. Se cuenta que por medio de un sistema de espejos, Arquimedes prendió
fuego a las velas de una flota imperial completa, obligando a los romanos a
volverse a su casa con el rabo entre la piernas y …¡Remando!

Al final, su ingenio no fue suficiente para impedir que los soldados romanos
entrasen en la ciudad. En el caos de la invasión un soldado entró en su casa, y
a pesar de que el general romano habia dado orden de respetar la vida del sabio,
el soldado vió a Arquimedes en su mesa de trabajo, sin hacerle
caso, absorto en sus pensamientos…

Las ultimas palabras de Arquimedes fueron dirigidas a este soldado, y fueron:
«Haz lo que quieras, pero no toques mis círculos», a lo que el soldado contestó
atravesandole con su espada.

Arquimedes nos dió algunas de las fórmulas matemáticas mas simples e importantes
de la Física, como su famoso principio, o la ley de las palancas y poleas.
Estudió profundamente la geometria y obtuvo notables fórmulas de superficies y
volumenes de cilindros, esferas, circulos, etc. También nos legó
algunos instrumentos de medida precisa como la balanza, y fue un maestro de la
regla y el compás.

Intuyó las leyes básicas de la óptica geométrica y definió el concepto de «rayo
de luz», y aunque no llegó a formular las matemáticas subyacentes de esta rama
de la física, comprendió perfectamente los principios de la concentración de
rayos solares.

Si hubiera podido seguir estudiando la realidad, seguramente hubiera avanzado la
historia de la técnica humana en unos 1800 años, y hubiera llegado a entender
cosas que los humanos hemos llegado a comprender tan solo despues del
«Renacimiento».

Arquimedes demostró que «mas vale maña que fuerza», que «puede mas la pluma que
la espada» (por lo menos hasta cierto límite), y que el intelecto está
seriamente reñido con la violencia. Algunos sostenemos que llegará un dia, en
que aquel derrote definitivamente a esta.

Las leyes de la Física de Arquimedes eran válidas hace 2200 años, son válidas
ahora (mas de dos milenios despues), y serán válidas por siempre.

internete
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PD: Piensalo cuando te metas en el agua… ¡Las leyes de la Fisica de Arquimedes
y otros, no se pueden «matar con una espada»!