Элементарные механизмы - рычаги, блоки и наклонные плоскости, существенным образом расширили возможности строительства для древних людей. Появилась возможность строить величественные пирамиды, замки, стелы, храмы и всё благодаря упрощению подъема и управлением в воздухе тяжелыми грузами.
Высота самой известной в мире пирамиды Хеопса составляет 138 метров. Для её возведения строителям потребовалось 23,3 миллиона каменных блоков весом по 2,5 тонны. Но помимо строительства пирамид египтяне умели строить высокие стелы и статуи весом в сотни тонн.
Имея в распоряжении современную технику и опыт, эта задача была бы менее амбициозной, но всё равно сложной. К досаде египтян у них таких возможностей не было, но ими использовались те же принципы, что и мы используем сейчас для подъема грузов – наклонную плоскость, рычаги и блоки.
Рабочие веревкой через плечо тянули огромные глыбы камней на больших санях (салазках), под салазки подкладывались катки и постепенно переставлялись под полозья. При появлении различных препятствий на пути саней, они приподнимались с помощью специальных стесанных бревен, а в качестве упоров служили клинья разных размеров – формировался рычаг. Кстати, вероятно уже в те времена использовалась музыка при строительстве, так как она позволяла задать единый темп работы.
Основным способом подъема блоков служила рампа – наклонная плоскость. Необходимые усилия зависели от угла наклона, чем меньше градус, тем меньше требовалось усилий, но увеличивалась длинна подъема. Как правило, угол наклона рампы был небольшим, лишь 4-7 градусов. При строительстве пирамиды Хафры длинна подъема на высоту 45 метров составляла примерно 500 метров. При строительстве более высоких сооружений, рампа была куда длинней.
Другим способом действовали при строительстве статуй и стелл. Сверху пьедестала возводился высокий каркас, на дне одной из стенок делалось отверстие и каркас полностью засыпался песком. После этого строилась рампа, по ней «головой» вперед поднималась статуя и заводилась в колодец каркаса, затем нижнее отверстие открывали, песок высыпался и статуя постепенно ставала на необходимое место.
Описания принципов работы наклонной плоскости и рычага дошло до нас не от египтян, это наследие передал великий ученый Дрейвей Греции – Архимед. Он на практике изучал механизмы движения блоков и рычагов, благодаря чему сумел при небольшом количестве людей спустить на воду громадный корабль сиракузского правителя Гиерона.
Считается что Архимед первым описал принцип устройства блока, а также стал сооружать на их основе сложные машины, такие как катапульты, строительные краны. С помощью своих военных разработок ему удавалось наводить ужас на вражеские корабли переворачивая их и метая огромные огненные камни.