Hvorfor har gamle bygninger buede tage i Japan og Kina? Matematisk begrundelse for denne form
I kommentarerne til den foregående artikel Hvorfor har gamle bygninger buede tage i Japan og Kina? et antal læsere har skrevet om at sammenligne tagets form med kurven for den hurtigste nedstigning - brachistochron.
Det er en omvendt cycloidkurve. Hvis vi tager kroppens bane langs denne kurve, så vil den langs den under tyngdekraftsforholdene rejse sin vej på den mindste tid. Problemet med at finde en sådan kurve blev behandlet af matematikere fra det 17. århundrede.
Den mindste rejsetid er relateret til den første acceleration. Kroppen vil accelerere hurtigere langs cykloidbanen. Men hvad har dette at gøre med emnet i artiklen om formen på tagene til gamle bygninger i Japan og Kina (og i hele Øst- og Sydøstasien)?
Faktum er, at en almindelig forklaring på brugen af en sådan form for tage er opgaven med at omdirigere vandstrømmen så hurtigt og længere som muligt under tropiske byger. Og da denne form for taget er så tæt som muligt på brachistochronen, vil vandstrømmen også have en maksimal hastighed ved det nedre punkt for adskillelse af strømmen fra taget. Det betyder, at strømmen flyver længere væk fra bygningen. Animation fra en oplevelse:
På den tredje, stejleste kurve får kroppen, selvom den i første omgang mere acceleration, men på grund af dens for længe en krop passerer en længere sti og er ringere i tiden end en krop, der bevæger sig langs cycloid. Kroppen bevæger sig længst i en lige linje.
Som skrevet ovenfor på diaset er der et andet træk ved brachistochronen: hvis du placerer kroppen i nogen punkt på kurven for denne cycloid, så vil det tage den tid, det tager at komme ned til horisonten, være den samme for hver point.
I en tropisk regnskyl giver tagrender ikke mening, de løber over og har ikke tid til at dræne vandet. Derfor, jo længere vandet fjernes på grund af dets inerti, jo bedre. Det viser sig, at det er denne bane langs cycloiden, der har den største effektivitet. Og det bestemte valget af tagets form.
Er det muligt, at de gamle japanske og kinesiske arkitekter havde sådan en viden, der først optrådte i Europa i det 17. århundrede?
Der er selvfølgelig andre forklaringer, der fortjener opmærksomhed. Mange af dem blev foreslået i kommentarerne i første del. De vigtigste forklaringer, som læsere foreslog i kommentarerne, er:
I buddhismen undgås lige linjer og vinkler. Ifølge deres ideer er energistrømmene ikke lige. Så onde ånder ikke bosætter sig i hjørnerne (de bevæger sig i lige linjer). For at forhindre, at energien i tagets hjørner kommer ind i mennesker, der passerer under det. Dette blev repræsenteret i form af drager, der igen tog afsted til himlen. Generelt nogle principper for feng shui og overtro.
Fra den mere verdslige denne version: der blev lavet et bjælkesystem i hjørnerne, som dæmper vibrationer under jordskælv, men også løfter tagets hjørne op.
***
Abonner til kanalen, tilføj den til dine browserbogmærker (Ctrl + D). Der er meget interessant information fremad.