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Archimedes und das antike Griechenland – es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 2)

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Archimedes und das antike Griechenland – es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 2)
lernst du in der 5. Klasse - 6. Klasse

Grundlagen zum Thema Archimedes und das antike Griechenland – es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 2)

Inhalt

Wer war Archimedes?

Archimedes war ein griechischer Mathematiker, Physiker, Ingenieur, Erfinder, Astronom und Waffenkonstrukteur. Bis heute ist Archimedes einer der bekanntesten Gelehrten der Weltgeschichte und viele Erfindungen und wissenschaftliche Entdeckungen werden ihm zugeschrieben.

Archimedes auf der Fields-Medaille

Tatsächlich ist über Archimedes’ Leben zwar im Vergleich zu anderen Gelehrten der Antike recht viel bekannt, dennoch sind unsere Kenntnisse über seine Biografie mehr als lückenhaft. Viele der Geschichten über ihn muss man also mit Vorsicht genießen. Man weiß, dass er einen großen Teil seines Lebens in der griechischen Stadt Syrakus auf der Insel Sizilien, die heute zu Italien gehört, verbrachte. Es wird vermutet, dass er dort auch geboren wurde, und zwar irgendwann um das Jahr 280 v. Chr. Gestorben ist er im Jahr 212 v. Chr. in Syrakus, als die Römer die Stadt eroberten und Archimedes von einem römischen Soldaten erschlagen wurde. Dieser kurze Steckbrief ist auch schon beinahe alles, was wir einigermaßen gesichert über Archimedes wissen.

Archimedes’ schriftliche Werke

Das meiste über Archimedes’ zahlreiche wissenschaftliche und mathematische Erkenntnisse wissen wir aus seinen Schriften. Diese Texte sind zwar nicht mehr im Original erhalten, sie wurden aber immer wieder abgeschrieben, übersetzt und bis in die frühe Neuzeit kommentiert und genutzt, sodass sie bis heute bekannt sind. Etwa ein Dutzend Hauptschriften von Archimedes sind uns überliefert, daneben noch einige andere Schriftstücke. Auf weitere Texte finden sich Hinweise in anderen Quellen, sie gelten bisher aber als verschollen. In seinen Schriften beschäftigte sich Archimedes mit einer Vielzahl mathematischer und physikalischer Probleme und formulierte zahlreiche Gesetze dazu. So beschrieb er etwa die Physik von Hebeln, den Auftrieb von Körpern in Flüssigkeiten und Gasen, die Berechnung von Flächen und Körpervolumina und das Verhältnis von Kreisumfang zu Kreisdurchmesser – allesamt physikalische Gesetze und mathematische Verfahren, die bis heute Gültigkeit besitzen.

Archimedes’ Entdeckungen und Erfindungen

Archimedes sah sich selbst als Theoretiker, dennoch war er auch ganz praktisch als Ingenieur und Erfinder tätig. Was genau er alles erfunden hat, wissen wir nicht, denn zu seinen praktischen Arbeiten fertigte er keine Aufzeichnungen an. Als sicher kann jedoch gelten, dass Archimedes für die Technik seiner Zeit große Fortschritte erzielte. Gemeinhin wird ihm zum Beispiel die Erfindung der archimedischen Schraube zugeschrieben, ein mechanisches Gerät, mit dem man zum Beispiel Wasser eine Steigung hinaufbefördern kann. Sein technisches Geschick kam laut Berichten des antiken Schriftstellers Plutarch vor allem bei der mehrjährigen Belagerung von Syrakus durch die Römer zum Einsatz. Für König Hieron II. von Syrakus konstruierte Archimedes verschiedenste Verteidigungsanlagen und Angriffsmaschinen wie etwa Katapulte für Pfeile und Steinwurfmaschinen.

Archimedes und die Krone

Die vielleicht bekannteste Legende um Archimedes wurde etwa zweihundert Jahre nach dessen Tod vom römischen Architekten Vitruv überliefert und lautet wie folgt:

König Hieron II. von Syrakus hatte einem Goldschmied einen Goldklumpen gegeben, aus dem dieser eine Krone gefertigt hatte. Der König verdächtigte den Schmied aber, einen Teil des Goldes für sich selbst genommen und durch billigeres Silber ersetzt zu haben. Also gab Hieron Archimedes den Auftrag, den Goldschmied zu überführen. Als Archimedes beim Baden bemerkte, wie sein Körper das Wasser in der Wanne verdrängte, soll ihm die zündende Idee gekommen sein: Jeder Körper verdrängt Wasser entsprechend seinem Volumen. Gold hat bei gleicher Masse ein geringeres Volumen als Silber. Wenn der Krone also Silber beigemischt worden war, müsste sie bei gleicher Masse ein größeres Volumen haben und mehr Wasser verdrängen. Der Legende nach sprang Archimedes, als ihm diese Idee gekommen war, aus der Badewanne und rannte nackt durch die Straßen der Stadt, wobei er das berühmt gewordene Wort „Heureka!“ (Ich habe es gefunden!) gerufen haben soll. Die Geschichte endete so, dass Archimedes zuerst einen Goldklumpen von genau derselben Masse wie der, den der König dem Goldschmied gegeben hatte, in einen mit Wasser gefüllten Behälter eintauchte. Danach tat er dasselbe mit der Krone. Die Krone verdrängte mehr Wasser und hob den Wasserspiegel stärker an als der Goldklumpen, wodurch bewiesen war, dass sie nicht vollständig aus Gold bestehen konnte.

Wie wahr die Geschichte auch sein mag, ihre Auflösung gehört wohl ins Reich der Legenden, denn die unterschiedliche Erhöhung des Wasserspiegels durch Goldklumpen und Krone wäre so gering gewesen, dass Archimedes sie mit den damals vorhandenen Mitteln gar nicht hätte messen können. Jedoch könnte Archimedes mit einer Waage und einem Wasserbehälter die geringere Dichte der Krone bestimmt haben. Dazu brauchte er nur die Kenntnisse über den Auftrieb von Körpern in einer Flüssigkeit, wie er sie in seinem Werk Über schwimmende Körper formuliert hatte und die heute als „Gesetz von Archimedes“ oder auch archimedisches Prinzip bekannt sind.

Archimedes heute

Auch wenn sich in seiner Biografie Wahrheit und Fiktion nicht sauber voneinander trennen lassen, war Archimedes ohne Zweifel einer der bedeutendsten Gelehrten im antiken Griechenland. Sein Werk hatte einen so gewaltigen Einfluss auf die Geschichte der Mathematik und andere Disziplinen, dass er heutzutage zu einem Sinnbild für die Wissenschaft geworden ist. Sein Profil ziert zum Beispiel die Fields-Medaille, die höchste Auszeichnung, die ein Mathematiker erhalten kann.

Archimedes und das antike Griechenland – es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 2) Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Archimedes und das antike Griechenland – es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 2) kannst du es wiederholen und üben.
  • Bestimme, auf wen die Begriffe zutreffen.

    Tipps

    Der Grundstein des heutigen Theaters wurde im antiken Griechenland gelegt.

    Im Gegensatz zu seinen Vorgängern Aischylos und Sophokles zeichnete Euripides die Menschen so, wie sie waren und nicht, wie sie sein sollten.

    Lösung

    In Griechenland lebten berühmte Denker und Erfinder. Pythagoras aus Samos war Philosoph und Mathematiker. Da er keine Schriften hinterließ, ranken sich um ihn viele Mythen. Er gilt als der Entdecker des Lehrsatzes über das rechtwinklige Dreieck. Hippokrates gilt als der Begründer der Medizin. Seine Nachfolger verstanden Krankheit und Gesundheit als einen Zustand des Gleichgewichts der körperlichen Säfte und Elementarqualitäten; dabei spielten Lebensweise, Ernährung und Umwelteinflüsse eine wichtige Rolle. Sokrates lebte in Athen und gehört zu den einflussreichsten griechischen Philosophen. Er hinterließ auch keine schriftlichen Quellen und das, was wir über ihn wissen, wurde von seinen Zeitgenossen und Schülern überliefert.

    Davon sind Platons Dialoge, in denen er philosophische Gespräche mit Sokrates führt, am bekanntesten. Durch Platons Werke wurde Sokrates in der westlichen Kultur zum Sinnbild des Philosophen. Phidias lebte in Athen und zählt zu den Gestaltern der hochklassischen attischen Kunst. Das heißt, die bekanntesten Skulpturen der attischen Blütezeit, wie Zeus im Zeustempel und Athene Parthenon, wurden von ihm errichtet. Euripides war der jüngste der drei großen griechischen Dramatiker. Er schrieb beispielsweise „Medea“, „Die Troerinnen“, „Iphigenie bei den Tauriern“ und „Elektra“. Im Gegenteil zu seinen Vorgängern beschrieb er in seinen Werken nicht mehr nur Götter, sondern auch Menschen in ihrer Vielschichtigkeit.

  • Zeige auf, welche Informationen im Text korrekt sind.

    Tipps

    Heureka rief Archimedes von Syrakus aus, als er das archimedische Prinzip entdeckte. Der Ausruf bedeutet „Ich habe es gefunden!“.

    Euklid gilt als Vater der Geometrie.

    Lösung

    Archimedes war ein griechischer Mathematiker, Physiker und Ingenieur. Er lebte in Syrakus, einer Stadt in Sizilien, die damals zu den griechischen Kolonien gehörte. Die Stadt wurde größtenteils von griechischen Auswanderern aus Korinth gegründet und zählte etwa 500 000 Einwohner, somit gehörte sie zu einer der wichtigsten Metropolen im westlichen Mittelmeerraum. Seine Vorliebe für die Naturwissenschaften wurde von seinem Vater Pheidias, dem Astronomen, gefördert. Sein Vater war gesellschaftlich hoch positioniert, denn er war am Hof des Königs Hieron tätig. So konnte sich Archimedes seiner Liebe zu den Wissenschaften widmen und bekannte Orte bereisen.

    Archimedes studierte in Alexandria beim berühmten Mathematiker Euklid. Nach seiner Rückkehr aus Alexandria entdeckte er das archimedische Prinzip, was zu seinen berühmtesten Erkenntnissen zählt. Des Weiteren berechnete er die Kreisfläche und den Kreisumfang und fertigte als Ingenieur Verteidigungswaffen an, als Römer im Zweiten Punischen Krieg Syrakus belagerten. Zudem erfand er die Wasserschraube, eine Art Wasserpumpe.

  • Ermittle die Reihenfolge der Legende über Archimedes.

    Tipps

    Archimedes war auch ein erfolgreicher Ingenieur. Er fertigte zur Verteidigung Syrakus' gegen die Römer im Zweiten Punischen Krieg eine Wurfmaschine an.

    Lösung

    Die Entdeckung des archimedischen Prinzips gehört zu Archimedes' bahnbrechendsten Leistungen.

    Nach der Rückkehr aus Alexandria wurde Archimedes vom König aufgefordert, sein Wissen und seine Kenntnisse unter Beweis zu stellen. Der König reichte Archimedes seine Krone und beauftragte ihn, die Ehrlichkeit seines Goldschmieds zu testen, indem er den Goldanteil der Krone feststelle. Dabei durfte er die Krone nicht beschädigen. Archimedes konnte erschließen, dass reines Gold schwerer als Wasser sei – mit dem gleichen Volumen. Sein Problem bestand darin, das Volumen der Krone zu bestimmen. Bei einem Bad in den Tempelbädern fiel ihm die Lösung ein. Daraufhin lief er nackt durch die Straßen und rief: „Heureka!“ („Ich habe es gefunden!“) Am nächsten Tag zeigte er dem König sein Prüfverfahren, wobei sich herausstellte, dass die Krone nicht aus reinem Gold war.

  • Vervollständige den Text mit den fehlenden Informationen.

    Tipps

    Demokrit behauptete: „Nicht ein Ding entsteht ohne Ursache, sondern alles entsteht aus irgendeinem Grund und mit Notwendigkeit“. So etablierte er das Prinzip der Kausalität im Universum.

    Demokrit war der Verfechter des antiken Materialismus und Determinismus. Deshalb nennt man ihn auch den Vater der materialistischen Theorie der Materie.

    Lösung

    Zu Demokrits Zeiten erklärte man die Zusammenhänge des Kosmos durch die Vier-Elemente-Lehre: Wasser, Feuer, Erde und Luft seien die Grundessenz des Daseins. Im Gegensatz dazu erklärte Demokrit, die vier Elemente seien Erscheinungsformen desselben Elements. Das allerkleinste Element der Welt sei das Atom. Weiter erkannte Demokrit, die Bewegung der Atome folge bestimmten Naturgesetzen und sei nicht zufällig. Seine Erkenntnisse begründeten die erste Atomtheorie.

  • Gib die Zitate bekannter Wissenschaftler wieder.

    Tipps

    Archimedes hat durch seine Erfindungen bewiesen, dass Wissenschaft nicht Zeitvertreib ist, sondern dass man sie nutzbringend anwenden kann.

    Lösung

    Wir haben uns in dieser Aufgabe mit einigen bekannten Zitaten der griechischen Wissenschaftler und Philosophen befasst. Von Archimedes stammen zwei der genannten Zitate:

    • „Gebt mir einen Punkt, auf dem ich stehen kann, und ich werde die Erde aus den Angeln heben.“
    • „Heureka!" („Ich habe es gefunden!").
    Aristoteles dachte:

    • „Wenn auf Erden die Liebe herrschte, wären alle Gesetze zu entbehren“.
    Das Zitat...

    • „Erkenne dich selbst!“
    ... ist eine oft zitierte Inschrift, die sich auf dem Apollontempel in Delphi befindet. Sie wurde zum Leitgedanken vieler griechischer Philosophen, darunter Aristoteles, der die Erkenntnisphilosophie auslegte, wie wir sie heute kennen. Er meinte, nur wenn wir uns selbst kennen, können wir auch die Welt richtig kennen lernen. Dazu zählen nicht nur unsere Gedanken, sondern auch unsere Stärken und Schwächen, Gefühle und Bedürfnisse.

  • Untersuche, welche Aussagen zutreffen.

    Tipps

    Euripides schrieb die Werke „Medea“, „Iphigenie in Aulis“ und „Die Troerinnen“. Er beeinflusste u. a. Lessing, Schiller, Goethe und Grillparzer.

    Lösung

    Fassen wir zusammen, was du über die griechischen Gelehrten erfahren hast:

    • Sokrates war einer der einflussreichsten und bekanntesten griechischen Philosophen. Das Sinnbild des Philosophen wird uns durch Platons Überlieferung von Sokrates verinnerlicht.
    • Archimedes studierte bei Euklid in Alexandria und setzte das Gelernte in die Tat um. Berühmt wurde er sowohl durch seine Erfindungen als auch durch fortschrittliche Konstruktionen.
    • Demokrit gilt als Begründer der ersten Atomtheorie.
    • Eratosthenes berechnete mithilfe eines Stäbchens den Umfang der Erde.
    • Euripides ist der jüngste der drei berühmten griechischen Dramatiker. Er stellte – im Gegensatz zu seinen Vorgängern – die Menschen so dar, wie sie waren.
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