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Les ingénieurs d'Alexandrie

-331 : Alexandre le Grand fonde en Egypte la ville d'Alexandrie (très riche 💰). À sa mort les diadoques se partagent l'empire, Ptolémée devient roi d'égypte. Il y fonde le Musée et appelle les meilleurs philosophes. Alexandrie devient la rivale d'Athènes. Les sciences d'observations, plus couteuses en instrument y sont plus pratiquées qu'à Athènes.

~-330 : Autolycos de Pitane († -290) écrit "La Sphère en mouvement", qui traite de la géométrie dans l'espace et des levers et coucher du soleil “Levers et couchers héliaques”.

Aristarque

  • de Samos († -264)
  • observations à Alexandrie ;
  • propose des mesures des distances des corps celestes et propose un système héliocentrique (suppresion de l'anti-Terre et du feu central de Philolaos) ;
  • Soleil fixe au centre ; Mercure ; Vénus ; Terre (révolution en 365,25 jours) et une rotation propre en 24h.

💡L'idée ingénieuse est rejetée❌, car contraire au fait que le Soleil tourne autour de la Terre. Aristarque reste seul, personne n'adopte ce point de vue élégant.

Aristarque de Samos - Atlas céleste d'Andreas Cellarius (XVIIe siècle)
Aristarque de Samos - Atlas céleste d'Andreas Cellarius (XVIIe siècle)

Les mesures d'Aristarque

Mesure du diamètre de la Lune grâce aux éclipses

Les rayons lumineux provenant du Soleil sont parallèles, en effet notre étoile est à grande distance de la Terre.

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  • avec un compas il est facile de mesurer le diamètre angulaire de la Lune ;
  • pendant une éclipse de Lune, Aristarque remarque que l'arc de cercle décrit par la Lune vaut ;

➡️ implique que le diamètre de la Terre vaut 4 fois celui de la Lune !

ℹ️

Actuellement : Rayon Terre : 6371 km Rayon Lune : 1 737,4 km Rapport : 3,667

Mesure de la distance Terre - Lune

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  • en dessinant la configuration Terre / Lune ;
  • Aristarque arrive à mesure le diamètre angulaire de la Lune (2°) au lieu des (0,5°) ;
  • En utilisant une formule de trigonométrie on trouve sans trop de difficulté la distance Terre - Lune :
ℹ️

Actuellement : Diamètre lunaire : 3475 km Distance Terre Lune réelle : entre 360 000 km et 410 000 km Soit entre : 103 diamètres lunaires et 117 diamètres lunaires

Mesure de la distance Terre - Soleil

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  • lors de son premier croissant 🌓 ou de son dernier croissant 🌗 ;
  • la configuration Terre / Soleil / Lune forme un triangle rectangle ;
  • Aristarque a obtenu une mesure de l'angle qui l'a conduit à ;

L'idée est bonne, mais les résultats sont décevants.

ℹ️

Actuellement : Distance Terre - Soleil Moyenne : 150 000 000 km Distance Terre Lune : ~ 380 000 km Soit TS proche de 400 LT et pas 19

Les mécaniques

  • sur les chantiers : poulies, treuils et autres engins de levage ;
  • pour les militaires : béliers, catapultes, tours d'assaut.
  • ➡️ Comprendre le mouvement !

  • idée du levier : force motrice / force résistance ;
  • les ingénieurs Alexandrins vont pouvoir construire les modèles de représentation de l'univers proposés par les physiciens ;
  • amélioration des alidades avec des pinnules.
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Ctésibios († -250) : invention de la pompe aspirante et refoulante basée sur un cylindre dans lequel se déplace piston.

La pompe à pistons dans l’Antiquité, Philippe Fleury, dir. Alain Bouet
La pompe à pistons dans l’Antiquité, Philippe Fleury, dir. Alain Bouet
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Philon de Byzance : Traité des leviers, Pneumatiques.

Archimède

  • de Syracuse († -212) ;
  • "De l'équilibre des figures planes" : étude de la balance et des leviers, fondation de la statique. Méthode grecque : on pose des axiomes et on déroule le tout pour former un corps de connaissances. → loi des leviers, centres de gravité.
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  • "Des corps flottants" : Etude de la poussée d'Archimède, fondation de l'hydrostatique.
Archimède
Archimède comparant l'or et l'argent.
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Vitruve rapporte que le roi Hiéron II de Syracuse (306-214) aurait demandé à Archimède de vérifier si une couronne d'or, qu'il s'était fait confectionner comme offrande à Zeus, était totalement en or ou si l'artisan y avait mis de l'argent. Alors qu’Archimède était au bain public, en observant comment des objets y flottaient. Il serait alors sorti dans la rue entièrement nu en s'écriant « Eurêka ! » (j'ai trouvé !), formule depuis lors devenue célèbre.

À propos de l'optique

  • invention des miroirs ardents (mais il s'agit de science-fiction) ;
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Connaissances des Grecs jusqu'alors (un ouvrage de Diocles résume le tout en -200) :

  • la lumière se propage en ligne droite (expérience de la chambre poussiéreuse bien fermée et du trou) ;
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  • la lumière est réfléchie par un miroir selon un angle égal à l'angle d'incidence.

Eratosthène

  • de Cyrène, † -192
  • mesure le diamètre de la Terre.

Hypothèse préalable : la terre est sphérique

Il faut se rappeler des angles alterne / interne

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Résultats

  • quand le Soleil est au zénith, à Assouan une tige ne produit aucune ombre ;
  • au même moment à Alexandrie (l'obélisque de 60 coudées) engendre une ombre de 7,56 coudées ce qui permet de calculer ;
  • ce qui implique que la distance entre Syène et Alexandrie correspond à fois la circonférence terreste ;
  • hors la distance entre ces deux villes est connue : elle vaut 5000 stades ;
  • implique une circonférence pour notre planète de stades ;
  • Eratosthène trouve un rayon terrestre de 6317 km, ce qui est un excellent résultat (6371 km en vrai).