Защо древните сгради имат извити покриви в Япония и Китай? Математическа обосновка на тази форма

В коментарите към предишната статия Защо древните сгради имат извити покриви в Япония и Китай? редица читатели са писали за сравняване на формата на покрива с кривата на най-бързото спускане - брахистохрон.

Това е обърната циклоидна крива. Ако вземем траекторията на тялото по тази крива, тогава по него, при условията на гравитацията, то ще измине своя път за най-малко време. Проблемът с намирането на такава крива се занимава от математиците от 17 век.

Минималното време за пътуване е свързано с първоначалното ускорение. Тялото ще се ускорява по-бързо по циклоидната траектория. Но какво общо има това с темата на статията за формата на покривите на древни сгради в Япония и Китай (и в цяла Източна и Югоизточна Азия)?

Факт е, че общо обяснение за използването на такава форма на покриви е задачата да се отклони потока от вода възможно най-бързо и по-нататък по време на тропически душове. И тъй като тази форма на покрива е възможно най-близка до брахистохрона, водният поток също ще има максимална скорост в долната точка на отделяне на потока от покрива. Това означава, че потокът ще отлети по-далеч от сградата. Анимация от едно преживяване:

На третата, най-стръмна извивка тялото, макар че в началото получава повече ускорение, но заради неговото твърде дълго тяло преминава по-дълъг път и отстъпва във времето на тяло, което се движи циклоидна. Тялото се движи по права линия най-дълго.

Както е написано по-горе на слайда, има още една характеристика на брахистохрона: ако поставите тялото във всеки точка на кривата на тази циклоида, тогава времето, необходимо за слизане до хоризонта, ще бъде еднакво с всяка точки.

При тропически порой улуците нямат смисъл, те преливат и нямат време да източат водата. Следователно, колкото по-нататък водата се отстранява поради нейната инерция, толкова по-добре. Оказва се, че именно тази траектория по циклоида има най-голяма ефективност. И това определи избора на формата на покрива.

Възможно ли е древните японски и китайски архитекти да са притежавали такива познания, които се появяват в Европа едва през 17 век?

Разбира се, има и други обяснения, които заслужават внимание. Много от тях бяха предложени в коментарите в първата част. Основните обяснения, които читателите предлагат в коментарите, са:

В будизма се избягват прави линии и ъгли. Според техните идеи енергийните потоци по прави линии не са еднакви. За да не се заселят злите духове в ъглите (те се движат по прави линии). За да се предотврати попадането на енергия в ъглите на покрива в хора, преминаващи под него. Това беше представено под формата на дракони, които отново излетяха в небето. Като цяло, някои принципи на фън шуй и суеверие.

От по-обикновените, тази версия: в ъглите е направена система от греди, които намаляват вибрациите по време на земетресения, но също така повдигат ъгъла на покрива нагоре.

***

Абонирай се към канала, добавете го към отметките на вашия браузър (Ctrl + D). Предстои много интересна информация.