Dlaczego starożytne budynki mają zakrzywione dachy w Japonii i Chinach? Matematyczne uzasadnienie tego formularza

W komentarzach do poprzedniego artykułu Dlaczego starożytne budynki mają zakrzywione dachy w Japonii i Chinach? wielu czytelników pisało o porównaniu kształtu dachu z krzywą najszybszego zejścia - brachistochronu.

Jest to odwrócona krzywa cykloidalna. Jeśli weźmiemy trajektorię ciała wzdłuż tej krzywej, to wzdłuż niej, w warunkach grawitacji, przemierzy ono swoją drogę w jak najkrótszym czasie. Problemem znalezienia takiej krzywej zajmowali się matematycy XVII wieku.

Minimalny czas podróży jest powiązany z początkowym przyspieszeniem. Ciało przyspieszy szybciej po trajektorii cykloidy. Ale co to ma wspólnego z tematem artykułu o kształcie dachów starożytnych budynków w Japonii i Chinach (oraz w całej Azji Wschodniej i Południowo-Wschodniej)?

Faktem jest, że częstym wytłumaczeniem stosowania takiej formy dachów jest zadanie jak najszybszego i dalszego odwrócenia przepływu wody podczas tropikalnych opadów. A ponieważ ten kształt dachu jest jak najbliżej brachistochrony, przepływ wody będzie również miał maksymalną prędkość w dolnym punkcie oddzielenia przepływu od dachu. Oznacza to, że strumień odleci dalej od budynku. Animacja z jednego doświadczenia:

Na trzecim, najbardziej stromym zakręcie nadwozie, choć początkowo nabiera większego przyspieszenia, ale z jego powodu zbyt długo ciało pokonuje dłuższą drogę i jest gorsze w czasie od ciała, które się porusza cykloida. Ciało najdłużej porusza się w linii prostej.

Jak napisano powyżej na slajdzie, jest jeszcze jedna cecha brachistochrony: jeśli umieścisz ciało w jakimkolwiek punktu na krzywej tej cykloidy, wtedy czas potrzebny do zejścia do horyzontu będzie taki sam dla każdego z nich zwrotnica.

W tropikalnej ulewie rynny nie mają sensu, przepełniają się i nie mają czasu na spuszczenie wody. Dlatego im dalej woda jest usuwana z powodu jej bezwładności, tym lepiej. Okazuje się, że to właśnie ta trajektoria wzdłuż cykloidy ma największą skuteczność. I to zadecydowało o wyborze kształtu dachu.

Czy to możliwe, że starożytni architekci japońscy i chińscy posiadali taką wiedzę, która pojawiła się w Europie dopiero w XVII wieku?

Oczywiście istnieją inne wyjaśnienia, które zasługują na uwagę. Wiele z nich zostało zasugerowanych w komentarzach w pierwszej części. Główne wyjaśnienia, które czytelnicy zasugerowali w komentarzach, to:

W buddyzmie unika się prostych linii i kątów. Zgodnie z ich pomysłami przepływy energii w liniach prostych nie są takie same. Aby złe duchy nie osiadały w rogach (poruszają się po liniach prostych). Aby energia z narożników dachu nie dostała się do ludzi przechodzących pod nim. Zostało to przedstawione w postaci smoków, które ponownie wzbiły się w niebo. Ogólnie rzecz biorąc, niektóre zasady feng shui i przesądów.

Od bardziej przyziemnych, ta wersja: w narożach wykonano system belek, które tłumią drgania podczas trzęsień ziemi, ale także podnoszą narożnik dachu do góry.

***

Subskrybuj do kanału, dodaj go do zakładek przeglądarki (Ctrl + D). Przed nami wiele interesujących informacji.