Для чего в Японии и Китае у старинных зданий изогнуты крыши? Математическое обоснование такой формы0

В комментариях к прошлой статье Для чего в Японии и Китае у старинных зданий изогнуты крыши? ряд читателей написали про сравнение формы кровли с кривой скорейшего спуска – брахистохро́ну.

Это кривая, перевернутая циклоида. Если взять траекторию движения тела по этой кривой, то по ней оно в условиях земного тяготения пройдет путь свой путь за наименьшее время. Задачей нахождения такой кривой занимались математики 17 в.

Для чего в Японии и Китае у старинных зданий изогнуты крыши? Математическое обоснование такой формы1

Минимальное время в пути связано с первоначальным ускорением. По траектории циклоиды тело ускорится быстрее. Но какое это имеет отношение к теме статьи про форму крыш у старинных зданий в Японии и Китае (и во всей Восточной и Юго-Восточной Азии)?

Для чего в Японии и Китае у старинных зданий изогнуты крыши? Математическое обоснование такой формы2

Дело в том, что распространенное объяснение использования такой формы крыш, является задача как можно быстрее и дальше отвести поток воды во время тропических ливней. А так как такая форма кровли максимально приближена к брахистохроне, то поток воды будет иметь и максимальную скорость в нижней точке отрыва потока от кровли. Значит, поток дальше отлетит от здания. Анимация из одного опыта:

Для чего в Японии и Китае у старинных зданий изогнуты крыши? Математическое обоснование такой формы3

На третьей, самой крутой кривой, тело хоть и получает вначале большее ускорение, но из-за своей слишком большой длины тело проходит больший путь и уступает по времени телу, которое движется по циклоиде. По прямой тело движется дольше всего.

Как написано выше на слайде, есть еще одна особенность брахистохроны: если поместить тело в любую точку кривой этой циклоиды, то время, затраченное на спуск до горизонта, будет одинаковой с каждой точки.

В тропический ливень водостоки не имеют смысл, они переполняются и не успевают отвести воду. Поэтому, чем дальше вода будет отводиться за счет своей инерции – тем лучше. Получается, именно такая траектория по циклоиде имеет наибольшую эффективность. И определило выбор формы кровли.

Возможно ли, что древние японские и китайские архитекторы владели такими знаниями, которые в Европе появилось лишь в 17в.

Конечно, существуют и другие объяснения заслуживают внимания. Их было много предложено в комментариях в первой части. Основные объяснения, которые предложили читатели в комментариях такие:

В буддизме избегают прямых линий и углов. По их представлениям в прямых линиях не те потоки энергии. Чтобы в углах не селились злые духи (они передвигаются по прямым линиям). Чтобы энергия в углах крыши не попадала в людей, проходящие под ней. Это представляли в виде драконов, которые опять взлетали в небо. В общем, какие-то принципы фен-шуя и суеверия.

Из более приземленных, такая версия: в углах делали систему балок, которые гасят колебания при землетрясениях, но и задирают угол кровли вверх.

***

Подписывайтесь на канал, добавляйте его в закладки браузера (Ctrl + D). Впереди много интересной информации.

Вам может понравиться

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.