모래를 먼저 적시면 필요한 당기는 힘이 절반으로 줄어듭니다. 고대 이집트인들은 이 기술을 사용하여 피라미드 돌을 운반했습니다. FOM 재단과 암스테르담 대학의 물리학자들이 이를 발견했습니다.
고대 이집트인들은 피라미드와 같은 인상적인 건축물을 만들기 위해 거대한 돌 블록을 사막을 가로질러 운반했습니다. 연구원들은 수천 년 전에 어떻게 노동자들이 이런 일을 할 수 있었는지 수년 동안 궁금해했습니다. “먼저 그들은 사막의 모래를 적시고 그 위에 큰 돌을 올려놓은 썰매를 그 위로 끌었습니다. 우리의 실험에 따르면 인장력은 절반으로 줄어듭니다."라고 물리학 교수인 Daniel Bonn(UvA)은 말합니다.
그는 기원전 1800년에 이집트 지역 총독 제후티호테프의 무덤에서 벽화를 그린 것을 가리킵니다. 무엇보다도 커다란 조각상이 운반되고 있는 썰매 앞의 모래에 누군가가 물을 붓고 있는 모습이 담겨 있습니다. "고대 이집트인들은 이런 종류의 편리한 기술을 알고 있었습니다. 왜냐하면 그렇게 하면 많은 작업을 절약할 수 있기 때문입니다."라고 그는 말합니다.
입자 크기
연구진은 실험실에서 스케일링 실험을 수행했습니다. 그들은 무게가 다른 썰매를 모래 위로 끌고 가서 발견했습니다. “우리는 또한 같은 크기의 모래 위에서 썰매를 옮기기가 더 어렵다는 것을 발견했습니다. 입자 크기가 다른 모래를 사용하면 실제로 더 쉬웠습니다. 이집트에는 그런 종류의 모래가 있는데 이것이 노동자들에게 유리하게 작용했습니다.”
모래가 젖었을 때 필요한 당기는 힘이 감소하는 이유는 무엇입니까? 물을 첨가하면 소위 모세관 교량이 생성됩니다. “이것은 곡물이 서로 달라붙어 단단해지도록 하는 아주 작은 물 다리입니다. 마른 모래와 진흙이 있는 곳은 아닙니다.”
본은 고대 이집트인에 대한 연구가 오늘날에도 여전히 많은 성과를 낼 수 있다고 강조합니다. 예를 들어, 모래, 아스팔트, 콘크리트, 석탄과 같은 입상 물질을 사용하는 경우입니다. “교통은 세계 에너지 소비의 10%를 차지합니다.”
남북선
물리학자는 남북선 건설을 예로 들었다. 그곳에서도 입상 물질이 터널 안(시멘트)과 밖으로(진흙) 운반되었습니다. “우리는 모래가 파이프를 어떻게 통과하는지 정확하게 연구했습니다. 이는 약간의 젖은 모래를 제거하는 데 더 적은 에너지가 필요하다는 것을 보여주었습니다. 더 어려워지기 때문에 그것을 기대하지 않을 수도 있습니다. 하지만 바로 그렇기 때문에 튜브를 통해 운반하는 것이 더 쉽고 에너지도 절반으로 절약됩니다.”
후속 연구에서 Bonn은 두 부품이 서로 지나갈 때 발생하는 저항인 마찰을 더욱 구체적으로 살펴보고 싶어했습니다. “우리는 아직 마찰을 제대로 이해하지 못합니다. 그러나 에너지 소비의 30%를 담당합니다. 고대 이집트인에 대한 연구를 통해 우리는 가장 부드러운 소재가 마찰력을 결정하고 마찰 표면을 증가시킨다고 믿습니다. 그것이 사실이라면 우리는 그것이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하는 것이 아닙니다. 하지만 다른 물체와 접촉하는 제품을 더 잘 디자인할 수도 있습니다. 예를 들어 들러붙지 않는 팬과 더 튼튼한 자동차 타이어를 생각해 보세요.”
