Читать книгу Technik in der Antike - Brigitte Cech - Страница 29

Physik als Fachdisziplin im modernen Sinn gab es in der Antike nicht. Zahlreiche heute bekannte und als Lehrsätze formulierte physikalische Prinzipien fanden in der antiken Technik praktische Anwendung, obwohl ihre Gesetzmäßigkeiten als solche noch nicht erkannt wurden. Erörterungen physikalischer Fragen und Versuche, Gesetzmäßigkeiten zu erkennen und zu formulieren, findet man aber bereits in den Schriften der vorsokratischen Naturphilosophen des 6. Jahrhunderts v. Chr. Aristoteles geht in seinen naturphilosophischen Werken ausführlich auf physikalische Phänomene ein, wie zum Beispiel auf die Frage des Vakuums oder die Wurf- und Fallgesetze. Viele seiner Thesen sind jedoch heute widerlegt.

Der Mathematiker Archimedes (um 287–213 v. Chr.) ging an physikalische Fragen mit mathematischen Methoden heran und formulierte Lehrsätze, deren Inhalt er in folgerichtigen Schritten herleitete. In seinem Werk „Über schwimmende Körper“ beschäftigt er sich mit dem Zusammenhang zwischen Dichte und Auftrieb und entwickelte das nach ihm benannte Archimedische Prinzip, das besagt, dass ein Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, scheinbar so viel an Gewicht verliert, wie die von ihm ver drängte Flüssigkeitsmenge wiegt.

Das Werk „Über das Gleichgewicht ebener Flächen“ behandelt die Bestimmung der Schwerpunkte von Flächen und Körpern und die verschiedenen Gleichgewichtsverhältnisse, die sich bei der Anbringung von Gewichten an Hebelarmen ergeben. Das daraus resultierende Hebelgesetz besagt, dass ungleiche Gewichte auf einem zweiarmigen Hebel im Gleichgewicht sind, wenn die Länge der Hebelarme bis zum Drehpunkt umgekehrt proportional zu den Gewichten ist (Kraft × Kraftarm = Last × Lastarm). Ein Hebel, an dessen einem Arm ein Gewicht von 1 kg hängt (Kraftarm) und an dessen anderem Arm ein Gewicht von 5 kg hängt (Lastarm), ist im Gleichgewicht, wenn der Arm mit dem leichteren Gewicht fünfmal so lang ist wie der Arm mit dem schwereren. Auf das Heben von Lasten bezogen heißt das, je länger der Kraftarm, desto weniger Kraft ist notwendig, um eine Last zu heben. Gleichzeitig bedeutet das jedoch, dass das, was an Kraft gespart wird, an Weg zugegeben werden muss.

In der antiken Technik wurde das Hebelgesetz bei der Konstruktion von Kranen und Flaschenzügen mit zum Teil mehrfacher Untersetzung erfolgreich in die Praxis umgesetzt.