Если предварительно смочить песок, требуемая тяговая сила уменьшается вдвое. Древние египтяне использовали этот трюк для транспортировки камней пирамид. Это обнаружили физики из Фонда ФОМ и Амстердамского университета.
Древние египтяне перевозили гигантские каменные глыбы через пустыню, чтобы создать впечатляющие сооружения, такие как пирамиды. Исследователи годами задавались вопросом, как рабочие смогли сделать это тысячи лет назад:«Сначала они намочили песок пустыни, а затем протащили по нему сани с большими камнями на нем. Наши эксперименты показывают, что при этом сила растяжения уменьшается вдвое», — говорит профессор физики Дэниел Бонн (УФА).
Он указывает на настенный рисунок 1800 г. до н.э. из гробницы местного египетского правителя Джехутиххотепа. На ней, среди прочего, изображен кто-то, льющий воду на песок перед санями, на которых везут большую статую. «Древние египтяне знали такие удобные приемы, потому что они экономят много труда», — говорит он.
Размер зерна
Исследователи провели эксперимент по масштабированию в лаборатории. Они протащили по песку сани с разными грузами и таким образом сделали открытие. «Мы также обнаружили, что сани труднее перемещать по песку одинакового размера зерен. С песком с разным размером зерен все было на самом деле проще. В Египте есть такой песок, и это пошло на пользу рабочим».
Почему требуемая тяговая сила уменьшается, когда песок влажный? Добавление воды создает так называемые капиллярные мостики. «Это очень маленькие водяные мостики, которые обеспечивают слипание зерен и затвердевание. Их там нет с сухим песком и грязью».
Бонн подчеркивает, что исследования древних египтян и сегодня могут дать очень много. Например, при использовании сыпучих материалов, таких как песок, асфальт, бетон и уголь. «На его транспорт приходится десять процентов мирового потребления энергии».
Линия Север-Юг
В качестве примера физик приводит строительство линии Север-Юг. Там также гранулированные вещества транспортировались в (цемент) и из (ил) туннеля. «Мы провели исследование того, как именно песок проходит через трубу. Это показало, что для удаления небольшого количества влажного песка требуется меньше энергии. Вы можете этого не ожидать, потому что становится сложнее. Но именно поэтому его легче транспортировать по трубе, и это экономит половину энергии».
В последующих исследованиях Бонн хочет еще более детально рассмотреть трение — сопротивление, возникающее, когда две части проходят друг мимо друга. «Мы еще не совсем понимаем трение. Но на его долю приходится тридцать процентов энергопотребления. Благодаря нашим исследованиям древних египтян мы считаем, что самый мягкий материал определяет силу трения и увеличивает поверхность трения. Если это правда, мы не просто лучше понимаем, как это работает. Но мы также можем лучше проектировать продукты, которые вступают в контакт с другими объектами. Подумайте, например, о сковородках с антипригарным покрытием и более прочных автомобильных шинах».
