Путями строителей древности. Стоунхедж. Статьи и доклады на сайте "Физика вокруг нас"

Путями строителей древности. “Стоунхендж”
рис. 1	В нашей стране встречаются каменные памятники – дольмены. Эти усыпальницы представляют собой огромные камни с выдолбленной в них полостью, другие – построены в виде буквы П из каменных плит (рис. 1). Как люди давних времен, владея орудиями труда из камня, дерева или кости, смогли обработать эти камни и передвинуть их? Вы, наверное, читали про старые, загадочные круги камней.
Стоунхендж – самый известный такого рода памятник Великобритании. Это руины древнего доисторического храма, заброшенные уже более 3000 лет. Его постройка окутана тайной. Поясню, как выглядят эти развалины: Это огромные вертикальные камни установленные кольцом, на которые были положены горизонтальные камни-перемычки. Не смотря на то, что местность покатая, камни-перемычки уложены практически на одном горизонтальном уровне. Самый большой камень имеет высоту 9 м и еще на 3,5 м закопан. Это сооружение простояло уже несколько тысяч лет!!! Британские археологи, инженеры предприняли попытку воспроизвести элемент этих руин (два вертикальных камня, на которые положена перемычка), используя технологии 3-х тысячелетней давности. Т.е. не используя металлических орудий, шкивов, подъемных кранов и т.п. Им предстояло: переместить камень, установить его вертикально, аналогично, установить второй камень, а на них положить камень-перемычку.
рис. 2	Как двигали камень. Камень имел массу 40 тонн и 8 м в длину. Сначала, инженеры хотели передвинуть камень на роликах. Но при практических испытаниях ролики были попросту раздавлены. И тогда было принято решение передвигать камень на салазках по деревянному желобу, который смазали (рис. 2). Как сказал инженер, участвовавший в эксперименте, “...оказалось, заставить скользить легче, чем катиться на роликах”. Дело в том, что не трение скольжения меньше трения качения, а давление оказывается столь велико при малой площади опоры (ролика), что давление раздавливает ролик.
Следующее, что помешало сдвинуть камень с места, это трение покоя. Застыл кусочек смазки. Тогда с одной стороны стали тянуть за канаты, а с другой ударять бревном. Ничего не вышло, поэтому решили использовать бревно, в качестве рычага. Приподнимая край камня, уменьшили трение покоя, за счет уменьшения силы давления. Поначалу камень не сдвинулся, но потом когда действия стали более ритмичные и согласованные, камень сначала пошел рывками, а потом со скоростью шага (вследствие инерции). Интересно, что по расчетам инженеров, чтобы протащить этот камень необходимо было 220 человек, а у них было всего 130 человек (помогали добровольцы). К тому же камень тащили в небольшую гору. Всего древние перетащили 60 камней на расстояние более 30 км по пересеченной местности!!! Строители же пирамид использовали Нил, для перевозки камней. Так, что пирамиды Египта, возможно, не самые эпохальные сооружения. На основании химического анализа блоков пирамид, выдвинута гипотеза, что египтяне в строительстве использовали бетон. Т.е. замешивали на месте, заливали в форму и все. А тут задача посложнее – передвигать 40 тонные камни. Как устанавливали камень вертикально. Под камнем вырыли яму глубиной 3,5 м. Камень не падает, потому что его центр тяжести находится за краем ямы. Осталось наклонить камень, и он сам соскользнет в яму. Принято решение на камень положить камни поменьше (всего 6 тонн) и установить на салазки, аналогичные предыдущим. Когда камни поменьше потянули, они прошли старый центр тяжести, который сместился к яме. И большой камень опрокинулся. Теперь участникам эксперимента надо было придать вертикальное положение камню, крен которого составлял 20 градусов. Использовали систему канатов и рычагов. Приблизительно это выглядело так. Два бревна (на самом деле связка из двух бревен) установлены вертикально в земле, к ним на расстоянии ¼ высоты опоры прикреплены канаты от камня. А за канаты, привязанные за концы опор, тянут люди. С помощью этого рычага получили выигрыш в силе в 4 раза. Неудача. Люди не могли равномерно тянуть веревки, привязанные к каждому бревну. Усилия получались несогласованные. Поэтому в следующий раз они связали бревна на верху. И получили опору в виде буквы А (рис. 3). На этот раз все получилось. По расчетам было достаточно для этой работы 75 человек. Но если бы не использовался рычаг, то для этого нужно было 335 человек.
рис. 3
Как установили перемычку (камень массой 9 тонн). По насыпи (в эксперименте вместо нее установили леса и деревянный настил) втащили наверх камень с использованием все той же А-образной опоры. (Возможно, в древности использовался другой способ: с помощью рычагов камень приподнимали, а под ним строили деревянный настил, и так постепенно сантиметр за сантиметром поднимали). На практике основную сложность вызвали последние 10 см пути. Шип в вертикальном столбе не совсем совпал с пазом в перемычке, и ее пришлось двигать, что заняло еще 3 часа. Но все таки эксперимент увенчался успехом. При постройке Стоунхенджа использовались эти или другие технологии неизвестно. Древние строители не торопились. Они строили свои храмы на тысячелетия. Возможно, избалованный применением металлических орудий и механизмов, наш ум утратил изощренность и гибкость ума наших предков. Искусству древних поем мы песню. Автор: Сечная Н.Ю.

Путями строителей древности. “Стоунхендж”