Haʻawina Hihia ma ke Kānāwai o Archimedes: He Kumumanaʻo Mau Loa o ke Kino
ʻO ke Kānāwai o Archimedes, i hoʻopili pinepine ʻia ma ka huaʻōlelo "Eureka!", ʻo ia kekahi o nā ʻike kihi o ka physics kuʻuna. Ua hoʻokumu ʻia e Archimedes o Syracuse, he makemakika Helene, he physicist, he ʻenekinia, he mea hana, a he kilo hōkū i ke kenekulia 3 BCE. ʻO kēia kumumanaʻo, i ʻike ʻia hoʻi ʻo ke kumumanaʻo o ka buoyancy, wehewehe i ke kumu e lana ai a piholo paha nā mea i loko o kahi wai, a he mau hopena koʻikoʻi ma nā ʻano like ʻole mai ka ʻenekinia a i ka lāʻau lapaʻau. Ke ʻimi nei kēia hihia i loko o ka pōʻaiapili mōʻaukala, ka hōʻoia hoʻokolohua, a me nā noi ākea o ke Kānāwai o Archimedes, e hōʻike ana i kona koʻikoʻi mau loa.
Ka Huliau Nui
Ua pili kaulana ke Kānāwai o Archimedes i ka moʻolelo o Archimedes i noi ʻia e hoʻoholo inā he gula maʻemaʻe ka lei aliʻi i hana ʻia no King Hiero II a i ʻole ua hoʻohuihui ʻia me ke kālā. Wahi a ke kaʻao, i kona komo ʻana i loko o kona ʻauʻau, ua ʻike ʻo Archimedes i ka piʻi ʻana o ka wai a ua maopopo koke iā ia ʻo ka ikaika lana i hoʻokau ʻia ma luna o kahi mea i hoʻoluʻu ʻia i loko o kahi wai ua like ia me ke kaumaha o ka wai i hoʻoneʻe ʻia e ka mea. Ua hōʻike ʻia, ua hauʻoli loa ʻo ia i kēia hōʻike ʻana a holo ʻo ia ma nā alanui o Syracuse me ka ʻōlohelohe, e hoʻōho ana "Eureka!" ʻo ia hoʻi "Ua loaʻa iaʻu!"
ʻOiai ke kūkākūkā ʻia nei ka pololei o ka moʻolelo mōʻaukala, ua paʻa ke kānāwai ponoʻī a ua wehewehe ʻia ma ke ʻano makemakika. Hiki ke ʻōlelo kūhelu ʻia ke Kumumanaʻo o Archimedes penei:
\[ \text{Ka ikaika hoʻoneʻe} = \text{Kaumaha o ke wai i hoʻoneʻe ʻia} \]
ʻAʻole wale kēia kumumanaʻo i wehewehe i ka buoyancy akā ua hoʻokumu pū i nā manaʻo kumu i ka mechanics fluid.
Hōʻoia hoʻokolohua
Hiki ke hana ʻia ka hōʻoia ʻana o ke Kumumanaʻo o Archimedes ma o nā hoʻokolohua maʻalahi like ʻole. E noʻonoʻo i kahi hoʻonohonoho hoʻokolohua maʻamau:
1. Nā Mea Hana:
– He ʻōmole puka a i ʻole ka ʻōmole volumetric
– Wai
– He mea paʻa (e laʻa, he ʻōmole metala)
– Kaula
– He unahi kikohoʻe
2. Kaʻina Hana:
1. E ana i ke kaumaha o ka mea paʻa i ka lewa me ka hoʻohana ʻana i ka unahi kikohoʻe.
2. E hoʻopiha i ka pahu puka me ka wai a e nānā i ka pae wai mua.
3. E nakinaki i ke kaula a puni ka mea paʻa, e hoʻoluʻu loa iā ia i loko o ka wai me ka hoʻopā ʻole i nā ʻaoʻao o ka paukūʻolokaʻa, a e nānā i ka pae wai hou.
4. E helu i ka nui o ka wai i hoʻoneʻe ʻia ma ka unuhi ʻana i ka pae wai mua mai ka pae wai hou.
5. Wehe i ka mea a ana hou i kona kaumaha, i kēia manawa ʻoiai e luʻu ana i loko o ka wai me ka hoʻohana ʻana i ke kaupaona.
3. Nānā ʻana:
– Ua emi iho ke kaumaha o ka mea i piholo i lalo o ka wai.
– ʻO ka ʻokoʻa ma waena o ke kaumaha o ka mea i ka lewa a me kona kaumaha i ʻike ʻia i ka wai ua like ia me ke kaumaha o ka wai i hoʻoneʻe ʻia.
4. Hopena:
– Hoʻoikaika kēia hoʻokolohua ua like ka ikaika lana e hana ana i luna ma luna o ka mea i piholo i lalo me ke kaumaha o ka wai i hoʻoneʻe ʻia, no laila e hōʻoia ana i ke Kumumanaʻo o Archimedes.
Nā noi ma ka ʻenekinia
He nui nā hopena o ke kumumanaʻo o ka lana ʻana i ka ʻenekinia, ʻoiai hoʻi i ka hoʻolālā ʻana i nā moku a me nā moku holo moana.
1. Ke kūkulu ʻana i nā moku:
– ʻO ka hoʻolālā ʻana o nā moku e hilinaʻi nui ʻia ana i ka hoʻokō ʻana i ke kaulike kūpono ma waena o ke kaumaha o ka moku a me ka ikaika lana e hana ana ma luna. Pono ka moku e hoʻoneʻe i ka nui o ka wai nona ke kaumaha e like me ke kaumaha holoʻokoʻa o ka moku e lana ai.
– Hoʻohana nā ʻenekinia o kēia au i nā hoʻohālikelike kamepiula a me nā hoʻokolohua kumu hoʻohālike i loko o nā pahu wai e wānana pehea e hana ai nā hoʻolālā hou, e hōʻoiaʻiʻo ana e hoʻokō lākou i ke Kumumanaʻo o Archimedes no ke kūpaʻa a me ka lana ʻana.
2. Nā moku holo moana:
– Hana nā mokuluʻu ma ke kumumanaʻo o ka lana ʻana ma o ka kaohi ʻana i ko lākou nui e pili ana i ka wai. Ma ka hoʻoponopono ʻana i ka nui o ka wai i loko o kā lākou mau pahu ballast, hiki i nā mokuluʻu ke luʻu a i ʻole e piʻi i luna.
– Ke hoʻopiha ʻia nā pahu ballast me ka wai, ʻoi aku ka nui o ka nui o ka moku ma mua o ka wai a puni, e piholo ana. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ke pani ʻia ka wai me ka ea, emi ka nui, a piʻi aʻe ka moku.
Nā noi ma ka lāʻau lapaʻau
Loaʻa nā hoʻohana o ke Kānāwai ʻo Archimedes ma ke kahua o ka lāʻau lapaʻau, ʻoi aku hoʻi i ke ana ʻana i ke ʻano o ke kino.
1. Ke kaupaona ʻana o ka Hydrostatic:
– Hoʻohana ʻia kēia ʻano hana e ana i ka mānoanoa o ke kino a kuhi i ka nui o ka momona o ke kino.
– ʻO ke kaʻina hana e pili ana i ka hoʻoluʻu ʻana i ke kanaka i loko o ka wai a me ke ana ʻana i ka nui i hoʻoneʻe ʻia. Kōkua ka ikaika lana i ka helu ʻana i ka nui o ke kino, a laila hoʻohana ʻia e kuhi i ka hapa o ka nuipa wiwi i ka nuipa momona.
– ʻO ke kaupaona hydrostatic kekahi o nā ʻano pololei loa no ka nānā ʻana i ke ʻano o ke kino, ʻoiai ke koi nei i nā lako a me nā kūlana kūikawā.
Nā noi ma ka ʻEpekema Kaiapuni
He mea nui nō hoʻi nā loina o ka lana ʻana i ka ʻepekema kaiapuni, ʻoiai hoʻi i ka hoʻomaopopo ʻana i ka oceanography a me nā haʻawina lewa.
1. Ke Ana Moana:
– ʻO ke aʻo ʻana i nā au o ke kai, nā nalu, a me ka hoʻolaha ʻana o nā mea ola kai e hilinaʻi ana i ka hoʻomaopopo ʻana pehea e pili ai ka lana ʻana i ka neʻe ʻana o ka wai.
– ʻO nā ʻokoʻa o ka mānoanoa o ka wai kai, i hoʻokumu ʻia e nā ʻokoʻa o ka mahana a me ka paʻakai, e hoʻokele i nā au nui o ke kai ma o nā hopena lanai, e pāʻani ana i kahi kuleana koʻikoʻi i nā ʻano hoʻololi o ke aniau honua.
2. ʻEpekema Lewa:
– He mea koʻikoʻi nō hoʻi ka lana ʻana i nā loli o ka lewa. ʻO ka ea mehana, ʻoiai ʻaʻole nui ka mānoanoa, piʻi aʻe ia ma o ka lewa, e hana ana i nā au convection e hoʻokele ai i nā hanana o ke aniau.
– He mea nui kēia kumumanaʻo i nā kumu hoʻohālike e wānana i nā ʻano o ke aniau a hoʻomaopopo i ka loli o ke aniau.
Ke Aʻo ʻana no ke Ola a me ka Hopena o ka Nohona
Hōʻike ka moʻolelo o Archimedes i ka waiwai o ka hoihoi a me ka nānā ʻana i ka ʻike ʻepekema. ʻAʻole wale kāna kumu i hoʻokumu i ke kahua no nā haʻawina e hiki mai ana i ka mechanics fluid akā ua hōʻike pū i ka mana o nā hopena maʻalahi a nani hoʻi i ka wehewehe ʻana i nā hanana kūlohelohe.
Eia kekahi, ke hoʻomau nei ke Kānāwai o Archimedes i ke ʻano he kumumanaʻo kumu i aʻo ʻia ma nā papa hana physics a me nā papahana ʻenekinia a puni ka honua. He laʻana maikaʻi ia o ke ʻano o ka hiki ʻana i nā ʻike kumumanaʻo ke loaʻa nā noi maoli a hiki i nā kenekulia.
Panina
ʻO ke Kānāwai o Archimedes kahi hōʻike i ke ʻano mau loa o nā loina ʻepekema. Mai Helene kahiko a hiki i kēia au hou, ke hoʻomau nei ia i ka hoʻomālamalama ʻana i ko mākou ʻike i ke ao kino. ʻO kāna mau noi ma nā kahua like ʻole e like me ka ʻenekinia, ka lāʻau lapaʻau, a me ka ʻepekema kaiapuni e hōʻike ana i kona pilina ākea a me ka pono. I ko mākou hoʻomau ʻana i ka hana hou a me ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia hou, ʻo ke akamai mau loa o ka manawa "Eureka!" a Archimedes e hoʻomanaʻo mai iā mākou he mau loina o ka physics nā mea āpau, e kali ana e ʻike ʻia a hoʻopili ʻia ma nā ʻano hou.
