Biografi Archimedes, Ilmuwan Terbesar Di Zaman Klasik

sumber : https://www.famousscientists.org

Archimedes merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat terkenal dan populer dan termasuk dalam kategori Ilmuwan terbesar di dunia. Archimedes merupakan salah seorang Imuwan yang hidup di zaman klasik.

Archimedes yang kita kenal adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom, insinyur, penemu, dan seorang perancang senjata. Seperti yang akan kita lihat dalam biografinya berikut ini, dia adalah seorang pria yang mengabdikan hampir seluruh waktunya untuk ilmu pengetahuan (sains).

Archimedes dilahirkan di Yunani, atau tepatnya di kota Syracuse yang berada di pulau Sisilia pada sekitar tahun 287 SM. Ayahnya yang bernama Phidias, adalah merupakan seorang astronom. Archimedes bahkan mungkin juga ada kaitannya dengan Hiero II, yang merupakan Raja Syracuse.

Prestasi Terbesar Archimedes

Berikut ini adalah beberapa penemuan terbesar dari Archimedes, antara lain:

Menciptakan ilmu mekanika dan hidrostatik.
Menemukan hukum tuas dan katrol, yang memungkinkan kita untuk memindahkan benda-benda berat dengan menggunakan kekuatan yang kecil.
Menciptakan salah satu konsep fisika yang paling mendasar yakni pusat gravitasi.
Menemukan nilai PI ke nilai yang paling tepat. Batas atas untuk nilai PI adalah pecahan 22⁄7. Nilai ini masih digunakan pada akhir abad ke-20, sampai kalkulator elektronik akhirnya meletakkannya untuk beristirahat.
Menemukan rumus matematika untuk menghitung volume dan luas permukaan bola.
Menunjukkan bagaimana eksponen dapat digunakan untuk menulis jumlah yang lebih besar daripada yang pernah dipikirkan sebelumnya.
Membuktikan bahwa untuk mengalikan angka yang ditulis sebagai eksponen, eksponen harus ditambahkan bersama-sama.

Selain beberapa penemuan penting diatas, ada sejumlah fakta yang berkaitan dengan Archimedes, antara lain:

1. Para Matematikawan yang marah dan mencoba untuk meniru penemuannya 18 abad kemudian, menemukan kenyataan bahwa mereka tidak dapat memahami bagaimana Archimedes telah mencapai hasil penemuan yang sangat mengagumkan.

2. Secara langsung telah menginspirasi Ilmuwan yangn lain seperti Galileo Galilei dan Sir Isaac Newton untuk menyelidiki matematika gerak. Karya-karya Archimedes yang masih ada (tragisnya, banyak karya - karyanga yang telah hilang) akhirnya berhasil dicetak ulang pada tahun 1544. Leonardo da Vinci cukup beruntung melihat beberapa karya Archimedes yang disalin tangan sebelum akhirnya dicetak.

3. Archimedes adalah salah satu fisikawan matematika pertama di dunia, yang menerapkan matematika lanjutannya ke dunia fisik.

4. Archimedes adalah orang pertama yang menerapkan pelajaran fisika, seperti hukum tuas untuk memecahkan masalah dalam matematika murni.

5. Archimedes menciptakan mesin perang seperti ketapel yang sangat akurat yang mampu menghentikan orang Romawi ketika berusaha untuk menaklukkan Syracuse selama bertahun-tahun. Dia mungkin telah melakukan ini dengan memahami matematika lintasan proyektil.

6. Archimedes menjadi seorang Ilmuwan yang sangat terkenal di seluruh dunia, yakni pada zaman klasik karena pemikiran dan penemuannya yang cemerlang. Salah satu contohnya adalah sekrup Archimedean atau cochlias.

7. Terinspirasi dengan apa yang sekarang kita yakini sebagai mitos termasuk sistem cermin untuk membakar kapal - kapal yang akan menyerang Syracuse dengan menggunakan sinar matahari.

Ilmu Pengetahuan Dan Budaya Yunani

Orang Yunani kuno adalah orang pertama yang melakukan penelitian tentang ilmu pengetahuan secara nyata dan mengakui bahwa ilmu pengetahuan sebagai disiplin ilmu untuk kepentingan mereka sendiri.

Meskipun budaya lain telah banyak sekali membuat penemuan ilmiah, harus di akui bahwa Yunani telah banyak melahirkan sosok ilmuwan yang sangat berjasa terhadap perkembangan ilmu pengetahuan.

Mereka menyelidiki dunia untuk sebuah kesenangan besar demi menambah ilmu pengetahuan mereka. Mereka mempelajari geometri karena logika dan keindahannya. Tanpa tujuan praktis dalam pikiran mereka sebelumnya, Democritus mengusulkan bahwa semua materi terbuat dari partikel kecil yang disebut atom dan bahwa atom-atom ini tidak dapat dibagi menjadi partikel yang lebih kecil dan bergerak konstan dan bertabrakan satu sama lain. Dia menghasilkan argumen logis untuk idenya tersebut.

Archimedes terlahir dalam budaya ilmiah bangsa Yunani ini. Dalam karyanya The Sand Reckoner, dia memberi tahu kita bahwa ayahnya adalah seorang astronom seperti yang sudah saya sampaikan diatas.

Archimedes menghabiskan sebagian besar hidupnya di kota Syracuse. Semasa muda dia menghabiskan waktunya di kota Mesir, yakni Alexandria, di mana penerus Alexander Agung, Ptolemy Lagides, telah membangun gedung perpustakaan terbesar di dunia.

Perpustakaan Alexandria, dengan ruang pertemuan dan ruang kuliahnya, telah menjadi titik fokus bagi para ilmuwan di zaman klasik saat itu.

Beberapa karya Archimedes ditemukan dalam salinan surat yang dikirimnya dari Syracuse kepada temannya, yakni Eratosthenes. Eratosthenes bertanggung jawab atas Perpustakaan Alexandria, dan bukan berarti bahwa dia bukanlah seorang ilmuwan. Dia adalah orang pertama yang menghitung ukuran planet kita secara akurat.

sumber : https://www.famousscientists.org

Tenggelam dalam budaya ilmiah Yunani Kuno, Archimedes berkembang menjadi salah satu Ilmuwan terbaik yang telah dikenal di dunia sampai sekarang. Dia adalah seorang Albert Einstein pada masanya, atau mungkin kita harus mengatakan bahwa Einstein adalah Archimedes pada masanya.

Archimedes terkadang merasa frustrasi, karena dia telah memberikan petunjuk, akan tetapi dia memang tidak mengungkapkan metode lengkapnya. Sebenarnya, Archimedes sangat menikmati untuk menggoda matematikawan lainnya. Dia akan memberi tahu mereka jawaban yang benar untuk sebuah masalah, kemudian akan melihat apakah mereka dapat menyelesaikan masalah tersebut untuk diri mereka sendiri.

Penemuan Gaya Indiana Jones Kehidupan Nyata

Misteri matematika Archimedes tetap tidak terpecahkan sampai tahun 1906, ketika Profesor Johan Heiberg menemukan sebuah buku di kota Konstantinopel, Turki. (Kota ini sekarang, disebut Istanbul.)

Buku itu adalah buku doa umat Kristen yang ditulis pada abad ketiga belas, ketika Konstantinopel adalah merupakan kota terakhir dari era Kekaisaran Romawi. Di dalam dinding Konstantinopel disimpan banyak karya besar Yunani Kuno. Buku yang ditemukan oleh Johan Heiberg sekarang disebut "Archimedes Palimpsest".

Heiberg menemukan bahwa doa buku itu telah ditulis di atas matematika. Para Pendeta yang menulis doa-doa telah mencoba untuk menghapus karya matematika asli didalmya, sehingga yang tersisa hanya jejak samar-samar.

Ternyata jejak matematika sebenarnya adalah salinan karya Archimedes yang merupakan sebuah penemuan penting. Teks Archimedes telah disalin pada abad ke-10.

Archimedes Palimpsest

Buku itu berisi tujuh kesalahaan dari Archimedes termasuk "The Method", yang telah hilang selama berabad-abad lamanya.

Archimedes telah menulis Metode untuk mengungkapkan bagaimana dia melakukan matematika. Dia mengirimkannya ke Eratosthenes untuk disimpan di Perpustakaan Alexandria.

Archimedes menulis:

"Saya kira akan ada beberapa generasi saat ini serta generasi mendatang yang dapat menggunakan metode untuk menemukan orema yang belum kami temukan."

Dan dengan membaca The Metode, para matematikawan abad kedua puluh belajar seberapa jauh ke depan dari waktunya Archimedes dan teknik yang dia gunakan untuk memecahkan masalah. Dia menjumlahkan seri, dia menggunakan penemuannya dalam fisika, hukum tuas, dan bagaimana menemukan pusat gravitasi untuk menemukan orema baru dalam matematika murni dan dia menggunakan infinitesimals untuk melakukan pekerjaan sedekat kalkulus integral.

Stephanie Dalley dari University of Oxford telah menemukan tulisan cuneiform Asiria dari sekitar 680 SM berjudul "The Palace without a Rival" menggambarkan apa yang terdengar seperti sekrup air yang mengairi kebun di kota Nineveh di Mesopotamia (Irak). Dia percaya taman-taman ini sebenarnya adalah Taman Gantung yang terkenal yang pernah dikaitkan dengan Babilonia.

Ada perbedaan dalam hal tradisi penemuan budaya Mesopotamia tetap dianggap anonim atau penemuan mereka akan dikaitkan dengan Raja yang membayar pekerjaan tersebut. Sedangkan dalam penemuan budaya Yunani selalu dikaitkan dengan penemunya.

Ada kemungkinan bahwa nama Archimedes terkait dengan sekrup air karena Perangkat ini dilupakan setelah Nineveh ditaklukkan oleh Babilonia dan Archimedes menciptakannya dari awal.

Atau bisa jadi perangkat itu telah mencapai Mesir, yang berada di bawah kekuasaan Asiria pada tahun 680 SM. Archimedes mungkin telah melihatnya beroperasi di sana empat abad kemudian, ketika Mesir berada di bawah pemerintahan Yunani.

Dia mungkin berkeinginan untuk meningkatkan fungsi sekrup air tersebut, dan menjadikannya perangkat yang ramah pengguna dan diarahkan daripada yang diputar dengan mengangkut rantai. Dengan roda gigi, sekrup air bisa saja digunakan oleh petani secara individu daripada hanya oleh orang-orang yang mampu bekerja dalam kelompok untuk menarik rantai.

Kisah Mahkota Emas

Raja Hiero II memberikan sejumlah emas kepada seorang pengrajin untuk menjadikannya sebuah mahkota. Mahkota yang dia dapatkan kembali memiliki berat yang sama, tetapi Raja Hiero II merasa curiga. Dia pikir pengrajin telah mencuri beberapa emas dan menggantinya dengan perak di mahkota tersebut. Dia tidak bisa memastikan, jadi dia mengirim Archimedes dan menjelaskan masalahnya.

Archimedes tahu bahwa emas lebih padat dari perak, sehingga satu sentimeter kubus emas akan memiliki berat lebih dari satu sentimeter kubus perak.

Masalahnya adalah bahwa mahkota itu berbentuk tidak teratur, jadi meskipun beratnya diketahui, namun volumenya tidak bisa diketahui.

Archimedes diyakini telah mengukur berapa banyak tingkat air dalam cangkir yang dibangkitkan dengan tenggelam untuk membuktikan teorinya, misalnya, satu kilogram emas di dalamnya, dan membandingkan ini dengan satu kilogram perak.

Jika kita melakukan pengukuran ini dengan menggunakan peralatan modern saat ini, kita akan menemukan bahwa 1 kg emas akan menaikkan ketinggian air sebesar 51,8 ml dan 1 kg perak sebesar 95,3 ml.

Jadi, jika mahkota Raja Hiero II memiliki berat 1 kg, dan itu menaikkan ketinggian air sebesar 52 ml atau lebih, maka mahkota tersebut terbuat dari emas murni. Jika ketinggian air naik lebih dari 52 ml, maka beberapa emas dalam mahkota tersebut telah diganti dengan perak.

Archimedes menemukan bahwa mahkota tersebut adalah campuran emas dan perak, yang merupakan berita buruk bagi Raja Hiero II, dan bahkan berita buruk bagi pengrajin yang membuatnya.

Archimedes memiliki gagasan tentang bagaimana cara menyelesaikan masalah ini saat dia sedang mandi, dimana dia memperhatikan ketinggian air bergerak saat ia menurunkan dan mengangkat dirinya sendiri. Dia sangat bersemangat sehingga dia melompat dan berlari telanjang di jalan-jalan Syracuse sambil berteriak "Eureka," yang berarti, "Saya telah menemukannya." Tampaknya bahkan ribuan tahun yang lalu, para ilmuwan memang memiliki reputasi untuk menjadi sedikit gila!

Perhitungan Nilai Pi

Pi (π) adalah angka yang Anda dapatkan ketika Anda membagi lingkaran apa pun dengan diameternya. Untuk menghitung luas dan volume lingkaran, maka Anda perlu mengetahui nilai π.

Archimedes sangat tertarik untuk menghitung sifat matematika benda padat melengkung, seperti silinder, bola dan kerucut. Untuk melakukan ini, dia belajar lebih banyak tentang π.

Kita sekarang tahu bahwa π adalah angka yang tidak rasional, yakni 3.14159265358979 ..., angka setelah koma desimal tidak mengikuti pola dan tidak pernah berakhir, sehingga nilai pasti tidak pernah dapat ditemukan.

Archimedes tahu bahwa diameter lingkaran sama dengan 2 × π × r, di mana r adalah radius lingkaran.

Berikut adalah bagaimana Archimedes menghitung lingkar lingkaran dengan radius yang diketahui, dan karenanya dia kemudian menemukan π. Metodenya disebut metode kelelahan, dan dikembangkan dengan ketat sekitar satu abad sebelumnya oleh salah satu idola Archimedes, yakni Eudoxus dari Cnidus.

Archimedes membayangkan lingkaran, dan dalam pikirannya menarik segitiga sama sisi di dalamnya, dengan setiap titik segitiga menyentuh lingkaran. Di luar lingkaran, dia menggambar segitiga sama sisi yang lain, dengan setiap sisi menyentuh lingkaran.

sumber: https://www.famousscientists.org

Archimedes lalu menggambar sebuah lingkaran yang dibatasi oleh segitiga. Dia dapat dengan mudah menghitung perimeter setiap segitiga, dan karena itu dia tahu lingkar lingkaran lebih besar dari segitiga dalam dan lebih kecil dari segitiga luar.

Kemudian, menggunakan rumus yang telah dirancangnya untuk menghitung perimeter poligon dengan dua kali lipat jumlah sisi poligon sebelumnya, dia mengulangi perhitungannya, kali ini untuk lingkaran dengan segi enam biasa di dalamnya, dan segi enam biasa di luarnya. Segi enam menutupi lingkaran lebih dekat dari segitiga dan perimeter mereka lebih dekat ke lingkar lingkaran yang sebenarnya.

Archimedes kemudian menggambar gambar mental lingkaran yang dibatasi oleh segi enam biasa. Dengan cara ini Archimedes memperketat batas untuk lingkar maksimum dan minimum lingkaran.

Selanjutnya, ia membayangkan lingkaran antara dua poligon reguler 12 sisi, kemudian dua poligon reguler 24 sisi, kemudian dua poligon reguler 48 sisi. Akhirnya, Archimedes menghitung lingkar poligon reguler 96 sisi di dalam lingkarannya, dan poligon reguler 96 sisi di luar lingkarannya.

Poligon reguler 96 sisi terlihat sama dengan lingkaran kecuali Anda memperbesar dengan pembesaran tinggi.

Apakah Ini Poligon Atau Lingkaran?

sumber : https://www.craig-wood.com/

Di atas adalah poligon 90 sisi. Ini memiliki sisi yang lebih sedikit daripada Archimedes poligon 96 sisi yang digunakan untuk perhitungannya.

Menggunakan poligon 96 sisi, Archimedes menemukan bahwa π lebih besar dari pecahan 25344⁄8069, dan kurang dari pecahan 29376⁄9347.

Dia kemudian menyederhanakan angka-angka ini, sehingga kehilangan sejumlah kecil presisi untuk mengatakan π lebih besar dari 310⁄71 dan lebih kecil dari 31⁄7.

Jika kita rata-rata batas atas dan bawah Archimedes terbaik untuk π, kita akan mendapatkannya menjadi 3,141868115 hingga ke sembilan tempat desimal. Nilai archimedes π berbeda dari nilai pada kalkulator Anda dengan kurang dari 1 bagian dalam 10.000.

Bahkan, nilai Archimedes sebesar π 31⁄7 (ini sering ditulis sebagai 22⁄7) digunakan secara luas sampai saat ini sebelum akhirnya dikalahkan oleh teknologi kalkulator dan komputer.

Ingatlah bahwa Archimedes tidak benar-benar melakukan pengukuran untuk perhitungannya. Dia tidak pernah bisa cukup tepat untuk mengukurnya. Dia hanya menggunakan kekuatan pikiran murni untuk menghitung area yang terlibat dalam setiap situasi.

Perhitungan Volume Bola

Archimedes merasa bahwa penemuannya tentang volume bola sebagai pencapaian pribadi terbesarnya. Karyanya ini memang sangat luar biasa karena kemiripannya dengan kalkulus modern.

Prinsip Hukum Archimedes

Archimedes mengatakan bahwa :

“The upward buoyant force that is exerted on a body immersed in a fluid, whether partially or fully submerged, is equal to the weight of the fluid that the body displaces and acts in the upward direction at the center of mass of the displaced fluid”.

Eksperimen Prinsip Archimedes

Anda dapat mencoba eksperimen prinsip Archimedes di rumah.

Ambil cangkir berisi air hingga penuh dan letakkan dalam mangkuk kosong.
Sekarang ambil objek padat yang Anda suka dan ukur beratnya menggunakan keseimbangan musim semi, perhatikan ini.
Simpan objek yang melekat pada keseimbangan pegas dan terendam ke dalam air.
Pastikan saldo musim semi tidak terendam.
Sekarang, catat berat yang ditunjukkan oleh keseimbangan musim semi. Anda akan melihat bahwa itu kurang. Beberapa air akan tergusur ke dalam mangkuk.
Kumpulkan air ini dan timbang. Anda akan menemukan bahwa berat air akan sama persis dengan penurunan berat obyek!

Derivasi Prinsip Archimedes

Massa cairan yang mengungsi adalah:

Massa = Volume × Kepadatan = ρ × V

Ini karena kepadatan (ρ) didefinisikan sebagai:

Density,ρ = MassVolume = MV

Dengan demikian berat cairan yang terlantar adalah:

Berat = Akselerasi × Massa karena gravitasi

W = M × g = ρ × V × g

Dengan demikian, dari prinsip Archimedes, kita dapat menulis:

Penurunan berat badan yang jelas = berat air yang terlantar = ρ×V×g

Dengan demikian, gaya Dorong adalah,

Dorong = ρ × V × g

Dimana,

ρ adalah kepadatan cairan

V adalah volume cairan terlantar

Gaya dorong juga disebut gaya apung karena bertanggung jawab atas benda-benda untuk mengapung. Dengan demikian, persamaan ini juga disebut hukum apung.

Kematian Dan Warisan

Archimedes meninggal selama penaklukan kota Syracuse pada tahun 212 SM ketika ia dibunuh oleh seorang tentara Romawi.

Dia dimakamkan di sebuah makam di mana pada batu nisannya diukir bola dalam silinder. Ini adalah keinginannya, karena dia percaya bahwa pencapaian terbesarnya adalah menemukan formula untuk menghitung volume bola.

Bertahun-tahun kemudian, Cicero, Gubernur Sisilia Romawi, pergi mencari makam Archimedes. Dia menemukan bahwa makam itu telah ditumbuhi dengan semak-semak, maka dia kemudian memerintahkan untuk dibersihkan.

Hari ini kita tidak tahu di mana makam Archimedes sebenarnya karena telah hilang, mungkin untuk selamanya. Sebagian besar karyanya juga telah hilang selamanya, tetapi apa yang telah kita ketahui membuat kita kagum dengan pencapaiannya.

Lebih dari 300 tahun setelah kematian Archimedes, sejarawan Yunani Plutarch mengatakan:

"Dia menempatkan seluruh kasih sayang dan ambisinya dalam spekulasi-spekulasi yang lebih murni di mana tidak mungkin ada referensi untuk kebutuhan hidup yang vulgar."

Archimedes adalah seorang ilmuwan praktis yang hebat. Dia bekerja pada masalah matematika demi matematika itu sendiri, bukan untuk memecahkan masalah praktis. Lucunya, semua penemuannya dalam matematika pada akhirnya terbukti berguna baik secara praktis maupun matematis.

referensi :

https://www.famousscientists.org

https://byjus.com/