Bu ay Bilim Fen Teknoloji Kulubümüzün Aylık çalışma ve Pano konusu Bilim Adamlarını Tanıyalım Başlıklı ilk Bilim Adamı Matematik ve Fizik alanında çok çalışmaları olan Arşimed

Arkhimedes veya Arşimet (Antik Yunanca: Ἀρχιμήδης, Arkhimedes; y. MÖ 287, Siracusa – y. MÖ 212 Siracusa), Antik Yunan^[3] matematikçi, fizikçi, astronom, filozof ve mühendis.

Antik dünyanın ilk ve en büyük bilim insanı olarak kabul edilir. Hidrostatiğin ve mekaniğin temelini atmıştır.

Bir hamamda su ile yıkanırken bulduğu iddia edilen suyun kaldırma kuvveti bilime en çok bilinen katkısıdır. Bu kuvvet cismin batan hacmi, içinde bulunduğu sıvının yoğunluğu ve yer çekimi ivmesinin çarpımına eşittir. Ayrıca, pek çok matematik tarihçisine göre integral hesabın kaynağı da Arşimet’tir.

Buluşları

Mekanik

Arşimet’in mekanik alanında yapmış olduğu buluşlar arasında kaldıraçlar, makaralar, bileşik makaralar, sonsuz vidalar, hidrolik vidalar, rulmanlar ve yakan aynalar sayılabilir. Öyle ki Arşimet aynalar ile Roma gemilerini güneş ışınları ile yakmıştır. Bunlara ilişkin eserler verilmemiş, ancak matematiğin geometri alanına, fiziğin statik ve hidrostatik alanlarına önemli katkılarda bulunan pek çok eser bırakmıştır.

İlk defa denge prensiplerini ortaya koyan bilim insanı da Arşimet’tir. Bu prensiplerden bazıları şunlardır:

1. Eşit kollara asılmış eşit ağırlıklar dengede kalır.
2. Eşit olmayan ağırlıklar eşit olmayan kollarda aşağıdaki koşul sağlandığında dengede kalırlar: f1 • a = f2 • b

Bu çalışmalarına dayanarak söylediği “Bana bir dayanak noktası verin Dünya’yı yerinden oynatayım.” sözü yüzyıllardan beri dillerden düşmemiştir.

Geometri

Geometriye yapmış olduğu en önemli katkılardan birisi, bir kürenin yüzölçümünün 4${\displaystyle \pi }$r² ve hacminin ise 4/3 ${\displaystyle \pi }$r³ eşit olduğunu kanıtlamasıdır. Bir dairenin alanının, tabanı bu dairenin çevresine ve yüksekliği ise yarıçapına eşit bir üçgenin alanına eşit olduğunu kanıtlayarak pi değerinin 3 +l/7 ve 3 +10/71 arasında bulunduğunu göstermiştir. Başka bir deyişle bu formülleri suyun hacim kullanma esnasında alabileceği özkütle çapıdır.

Matematik

Arşimet parlak matematik başarılarından biri de, eğri yüzeylerin alanlarını bulmak için bazı yöntemler geliştirmesidir. Bir parabol kesmesini dörtgenleştirirken sonsuz küçükler hesabına yaklaşmıştır. Sonsuz küçükler hesabı, bir alana tasavvur edilebilecek en küçük parçadan daha da küçük bir parçayı matematiksel olarak ekleyebilmektir. Bu hesabın çok büyük bir tarihi değeri vardır. Sonradan modern matematiğin gelişmesinin temelini oluşturmuş, Newton ve Leibniz‘in bulduğu diferansiyel denklemler ve integral hesap için iyi bir temel oluşturmuştur. Arşimet, Parabolün Dörtgenleştirilmesi adlı kitabında, tüketme metodu ile bir parabol kesmesinin alanının, aynı tabana ve yüksekliğe sahip bir üçgenin alanının 4/3’üne eşit olduğunu ispatlamıştır.

Hidrostatik

Arşimet, kendi adıyla tanınan “sıvıların dengesi kanununu” da bulmuştur. Suya batırılan bir cismin taşırdığı suyun ağırlığı kadar kendi ağırlığından kaybettiğini fark ederek hamamdan “eureka” (buldum, buldum) diye haykırarak çırıl çıplak dışarı fırlaması, onunla ilgili en çok bilinen bir hikâyedir. Söylendiğine göre, bir gün Kral II Hieron yaptırmış olduğu altın tacın içine kuyumcunun gümüş karıştırdığından kuşkulanmış ve bu sorunun çözümünü Arşimet’e havale etmiştir. Bir hayli düşünmüş olmasına rağmen sorunu bir türlü çözemeyen Arşimet, yıkanmak için bir hamama gittiğinde, hamam havuzunun içindeyken ağırlığının azaldığını hissetmiş ve “evreka, evreka” diyerek hamamdan fırlamıştır. Arşimet’in bulduğu şey; su içine daldırılan bir cismin taşırdığı suyun ağırlığı kadar ağırlığını kaybetmesi ve taç için verilen altının taşırdığı su ile tacın taşırdığı su mukayese edilerek sorunun çözülebilmesi idi. Çünkü her maddenin özgül ağırlığı farklı olduğundan aynı ağırlıktaki farklı cisimler farklı hacme sahiptir. Bu nedenle suya batırılan aynı ağırlıktaki iki farklı cisim farklı miktarlarda su taşırırlar.

Eserleri

Arşimet’in yapıtlarının çoğu Samoslu (Sisam) Konon ve Kireneli Erastosthenes gibi dönemin ünlü matematikçileriyle yazışma biçiminde ve tamamen kuramsal içeriktedir. Yapıtlarının dokuz tanesinin Yunanca asılları günümüze kadar ulaşmıştır. Yapıtları uzun yıllar karanlıkta kalmış; matematiğe katkısı yapıtlarının 8. ya da 9. yüzyılda Arapçaya çevrilmesine kadar gerçekleşememiştir. Örneğin Arşimet’in başka matematikçilere katkı sağlaması amacıyla yazdığı “Yöntem” isimli çok önemli bir eseri 19. yüzyıla kadar karanlıkta kalmıştır.

• Düzlemlerin Dengesi Üzerine (On the Equilibrium of Planes) (2 cilt): Mekaniğin belli başlı prensipleri, geometri metotları ile açıklanır.
• İkinci Derecede Paraboller (Quadrature of the Parabola)
• Küre ve Silindir Yüzeyi Üzerine (On the Sphere and Cylinder) (2 cilt): Bir kürenin bir parçasının alanı, bir dairenin alanı, silindirin alanı ve bu cisimlerin alanlarının karşılaştırılması ile ilgili bilgiler vermiştir.
• Spiraller Üzerine (On Spirals): Arşimet bu eserde spirali tanımlamış, spiralin yarıçap vektörünün uzunlukları ile açılarını incelemiş, vektörün tanjantını hesaplamıştır.
• Konoidler ve Sferoidler Üzerine (On Conoids and Spheroids)
• Yüzen Cisimler Üzerine (On Floating Bodies) (2 cilt): Hidrostatiğin temel prensipleri verilmiştir.
• Dairenin Ölçülmesi (Measurement of a Circle)
• Kum Hesaplayıcısı (The Sand Reckoner): Arşimet’in sayı sistemleri üzerine yazdığı ve büyük sayıları ifade etmek için oluşturduğu sistemi içerir.
• Mekanik Teoremlerin Yöntemi (The Method of Mechanical Theorems): Ünlü dilbilimci Heiberg tarafından 1906 yılında, İstanbul‘da eski parşömenler arasında (üzeri kazınmış ve sonra yeniden yazılmış olarak) bulunmuştur.