73 Ларчик. Чему мы учимся у яйца?

СЕМЬДЕСЯТ ТРЕТИЙ УРОК НА ПЛАНЕТЕ ДЕТЕЙ

Сегодня мой Ларчик открывает новую страницу. Мы возьмём в руки... яйцо.
Сорока Новостюха уже тут как тут:
— Обыкновенное куриное яйцо? Что в нём архитектурного?
Сова УХтымовна поправляет очки:
— А ты попробуй его раздавить, дорогая. В ладони. Пальцами. Получится?
Сорока задумывается.
— Вот то-то и оно, — говорит Сова. — Тонкое-тонкое, а держит. И не только будущую курицу внутри. Целые купола на этом принципе стоят.
Давайте и мы разберёмся.

ПОЧЕМУ ЯЙЦО ПРОЧНОЕ?
Скорлупа — это свод.Посмотрите на яйцо. Оно не круглое, как мяч. Оно вытянутое. Один конец — тупой, другой — острый. И вся его поверхность работает как свод. Если надавить на тупой конец — скорлупа сопротивляется. Если надавить сбоку — тоже. Почему?
Потому что нагрузка распределяется по всей поверхности. Нет одной точки, куда давит весь вес. Всё расходится по кривой — от макушки к бокам, от боков к основанию. Это называется оболочка.

Двойной свод.

А ещё внутри яйца есть две оболочки — наружная и внутренняя. Между ними — воздушная прослойка. Это тоже работает: если наружная треснет, внутренняя ещё держит. Архитекторы подсмотрели это и стали строить двойные купола — один внутри другого. Так теплее, прочнее и легче.
Почему яйцо не давит само себя?

Потому что форма сама себя поддерживает. Каждая точка скорлупы работает на сжатие. Сжатие — это когда материал сжимают, а он сопротивляется. Камень хорошо работает на сжатие. Поэтому купола из камня стоят тысячелетиями.

Брунеллески и купол Флоренции
Загадка, которую не могли решить сто лет.

В городе Флоренция, в Италии, есть собор — Санта-Мария-дель-Фьоре. Его начали строить в 1296 году. Стены возвели, а купол поставить не могли. Слишком большой. Диаметр — больше 40 метров. Никто не знал, как перекрыть такое пространство, чтобы купол не рухнул.

Говорят, архитектор Филиппо Брунеллески предложил решение. Он взял яйцо и... разбил его? Нет. Он показал, что скорлупа держит сама себя. И предложил строить купол без лесов — то есть без деревянных подпорок снизу. Купол должен был держаться сам, как яйцо.

Он построил двойной купол: внутренний — толстый и прочный, наружный — лёгкий, для красоты. Между ними — рёбра, как жилки в скорлупе. И всё это — из кирпича, уложенного ёлочкой, чтобы каждый кирпич держал соседний.

Купол стоит до сих пор. С 1436 года.
ЧЕМУ МЫ УЧИМСЯ У ЯЙЦА?

Форма важнее толщины. Тонкая скорлупа держит потому, что она свод.
Двойная оболочка прочнее одинарной.
Рёбра жёсткости распределяют нагрузку.
Купол может стоять сам, без подпорок, если форма правильная.
Что мы узнали сегодня?

Яйцо — это природный свод, который держит нагрузку благодаря форме.
Скорлупа работает на сжатие — как камень в куполе.
Внутри яйца две оболочки — прототип двойного купола.
Брунеллески подсмотрел у яйца и построил купол Флорентийского собора без лесов.
Купол держится сам — потому что форма распределяет вес.

Домашнее задание от Совы УХтымовны:
Возьмите сырое яйцо. Положите его в ладонь и попробуйте сжать. Не раздавится? Если треснет, значит, в нем были микротрещины. Теперь посмотрите на тупой конец. Нарисуйте купол — такой же формы, как яйцо. Подумайте: если купол держится сам, зачем нужны стены?
А завтра... мы заглянем туда, где природа придумала раковину. Спираль, которая растёт и не трескается. И узнаем, почему дом «Наутилус» в Мексике построен именно так.
                До встречи на Планете Детей!