Учёные из Фонда ФОМ и Амстердамского университета обнаружили, что увлажнение песка вдвое уменьшает силу, необходимую для тягивания саней с тяжёлыми камнями. Этот приём использовали древние египтяне при транспортировке блоков для строительства пирамид.
Для перемещения огромных каменных блоков по пустыне египтяне сначала поливали песок водой, а затем тянули сани, нагруженные камнями. Эксперименты профессора физики Даниэля Бонна (Университет Амстердама) подтвердили, что при влажном песке требуемая сила растягивания снижается примерно вдвое.
Подтверждение находится на стене гробницы губернатора Джехутихотепа (ок. 1800 г. до н.э.). На росписи изображён человек, поливающий песок перед санями, на которых перевозится большая статуя. «Древние знали такие приёмы, потому что они экономили массу труда», — отмечает учёный.
Размер зерен песка
В лаборатории исследователи провели масштабный эксперимент: тащили сани с разным грузом по песку различной фракции. Оказалось, что сани труднее тянуть по песку одинакового размера зерен; при разнородных зернах сопротивление ниже. Песок Египта обладает именно такой разнородностью, что облегчало работу.
Почему влажный песок легче
Вода образует микроскопические капиллярные мостики между зернами, заставляя их «схватываться» и образуя более твёрдую массу. В сухом песке и в грязи таких связей нет, поэтому сопротивление выше.
Практическое значение
Исследования древних технологий помогают современным инженерам. При работе с гранулированными материалами — песком, асфальтом, бетоном, углём — их транспортировка потребляет около 10 % мировой энергии.
Пример из современной техники
Бонн приводит пример строительства Северо‑Южной линии метро, где также имелось дело с песком в бетонных трубах. Оказалось, что слегка увлажнённый песок легче вытягивается из трубы, хотя кажется, что он стал более «жёстким». Это экономит до половины энергии.
В дальнейшем учёный планирует изучать трение более детально. По его мнению, «мягчайший материал определяет силу трения, увеличивая площадь контакта». Понимание этого может привести к улучшению нескользящих покрытий, более долговечных автомобильных шин и антипригарной посуды.
