مقالات

مصریان باستان مجبور بودند مجسمه‌های عظیم و سنگ‌های اهرام به وزن ۲٫۵ تن را روی سورتمه‌های بزرگی سرتاسر بیابان بدون هیچ ابزار مدرنی بکشند. اکنون، تحقیقات جدید نشان می‌دهد چطور اضافه کردن مقدار کمی آب به شن، به شکل قابل‌توجهی اصطکاک لغزشی را کاهش می‌دهد. حقه هوشمندانه‌‌ای که به مصریان اجازه می‌داد تعداد کارگران را به نصف کاهش دهند.
برای ساختن یک قلعه‌ شنی خوب، از شن خشک استفاده نمی‌کنیم. با اضافه کردن آب، دانه‌ها به هم می‌چسبند و قلعه‌تان شکلش را حفظ می‌کند. در حمل‌ونقل با شن هم همین است. اضافه کردن آب، اصطکاک لغزشی هر جسم روی شن را کاهش می‌‌دهد. با مقدار مناسب رطوبت، قطره‌های کوچک آب دانه‌های شن را به هم پیوند می‌زنند.
یک تیم بین‌المللی به سرپرستی دنیل بان از دانشگاه آمستردام، اصطکاک لغزشی شن خشک و مرطوب را با کشیدن یک سورتمه‌ سنگین در یک سینی، روی سطح آزمایش کردند. با شن خشک، توده‌ای مقابل سورتمه‌ شکل می‌گرفت که مانع حرکتش می‌شد. آب را که اضافه کردند، هم نیروی لازم برای کشیدن سورتمه، هم مقدار اصطکاک کاهش یافت. همانطور که آب شن را سفت‌تر می‌کرد، تودۀ جلوی آن کوچک و کوچک‌تر می‌شد تا اینکه هیچ مانعی مقابل سورتمۀ متحرک نبود.
آزمایش‌ها نشان داد که نیروی کششیِ لازم، به نسبت سفتیِ شن کاهش یافت. آب که اضافه شد، اتصالات مویرگی پدیدار شدند؛ این قطره‌های کوچک آب، مثل چسب عمل می‌کنند تا دانه‌های شن را به هم پیوند بزنند. با مقدار مناسب آب، شن مرطوبِ بیابان تقریبا دو برابر شن خشک سفت می‌شود که به سورتمه اجازه می‌دهد خیلی راحت‌تر سُر بخورد.
بان به نشریه واشنگتن‌پست می‌گوید: خیلی غافلگیر شدم از میزانی که نیروی کششی می‌توانست کاهش پیدا کند -‌-تا حدود ۵۰ درصد-‌- و به این معنی است که مصری‌ها برای کشیدن روی شن مرطوب در مقایسه با خشک، به نصف تعداد آدم احتیاج داشتند. چیدمان آزمایشگاه در تصویر زیر آمده است: وقتی روی شن خشک کشیده شده، توده‌ای از شن مقابل سورتمه انباشته‌شده (عکس سمت چپ)، اما با شن مرطوب هیچ انباشتگی صورت نگرفته (عکس سمت راست).

 

lab-setup

 

ولی درست مثل قلعه‌های شنی، آب بیش از حد هم خوب نیست. اشباع آب، کاهش در میزان سفتی را به‌همراه دارد. و باعث می شود اتصالات مویرگی (که مثل چسب عمل می‌کردند)، ادغام و ناپدید شوند و اصطکاک لغزشی دوباره زیاد شود. تعادل ظریفی‌ست. بان می‌گوید: «اگر شن خشک استفاده کنید، خوب کار نمی‌کند، ولی اگر شن زیادی مرطوب باشد، باز هم کار نمی‌کند. یک سفتی بهینه وجود دارد.» میزان ایده‌آل آب، بین ۲ تا ۵ درصد حجم شن است.

Colosse-djéhoutihétep

 

پاسخ مدت‌ها جلوی چشم‌مان بود. در یک نقاشی دیواری از معبد جِهوتی‌هوتپ (طرح بالا)، می‌توانید کارگری را ببینید درحال آب ریختن جلوی سورتمه‌ای که مجسمۀ عظیمی را حمل می‌کند. سورتمه‌ها چیزی بیش از قطعات چوبی بزرگ با لبه‌های رو به بالا نبودند. بان می‌گوید: مصرشناسان، آب را بخشی از آیین تطهیر تفسیر می‌کردند و هیچ‌وقت درپی توضیح علمی آن نبودند.

10+