Věda a technika v pozadí
Archimédův šroub
Teorie
Šroub patří mezi jednoduché stroje. Je to v podstatě nakloněná rovina navinutá na válec. Křivka, kterou vytvoří nakloněná rovina při navíjení na válec je šroubovice. Na šroubu je podél této křivky vyříznut šroubový závit. Působí–li na obvodu šroubu síla, otáčí se šroub kolem své osy a při jedné otočce postoupí o výšku závitu ve směru podélné osy šroubu. Vzdálenost dvou sousedních závitů označíme jako stoupání závitu. Síla na šroubu působí rovnoběžně se základnou, proto uvažujeme délku základny
Dosazením do vztahu pro rovnovážnou polohu na nakloněné rovině, kde délku nakloněné roviny nahradíme délkou její základny z, se kterou působí síla rovnoběžně, dostaneme
Ve vztahu je F síla, kterou působíme na šroub, d vzdálenost působiště síly, G je síla vyvinutá šroubem, např. síla, kterou šroub stahuje sešroubované díly. Stejné vztahy platí i u lodního šroubu, jehož jedním z vynálezců je Josef Ressel, a u vrtule letadel.
První Resslův nákres lodního šroubu.
Zdroj: KLIKA, J. Mužové práce. Prokop Diviš. Jiří Stephenson. Josef Božek. Josef Ressel. František Adam Petřina. Praha, 1907.
Ve fyzice se Archimedes zaměřil na konkrétní problémy v mechanice, měl velmi dobré znalosti statických sil, tj. sil které nevyvolávají pohyb. Zjistil podmínky rovnováhy a založil tak důležitou nauku o jednoduchých strojích. K tomuto zákonu se vztahuje další rčení, které se mu rovněž přisuzuje: „Dejte mi pevný bod a pohnu zeměkoulí“. Byl vůbec prvním vědcem zabývajícím se praktickým využitím teoretických poznatků. O svých technických vynálezech bohužel žádné pojednání nesepsal. Proto je těžké určit čeho je vlastně tvůrcem. Zatímco kladka byla objevena už před Archimedem, kladkostroje poprvé pravděpodobně sestrojil on. Vedle kladkostroje vynalezl nebo popsal i soustavu převodů, šnekový převod a vodní šnek tzv. Archimedův šroub se šroubovou trubicí navinutou kolem osy, jejímž otáčením lze zdvíhat do malých výšek vodu. Tento vynález našel uplatnění v zavlažování a v dolech a v řadě zemí se užívá dodnes.
Archimedův šroub.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.
Archimédův šroub se pro svou jednoduchost a spolehlivost používá jako čerpadlo dodnes. Slouží např. k čerpání velmi znečištěných kapalin třeba v pražské čistírně odpadních vod, k transportu zrní v kombajnech nebo k plnění kořenových kanálků ve stomatologii nástrojem zvaným lentulo.
