Giờ đây, các nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng bằng việc thêm vào một lượng nước nhỏ vào cát, ma sát trượt đã giảm đáng kể giúp cho người Hy Lạp có thể cắt giảm tới nửa số lượng nhân công cần thiết.
Để xây một lâu đài cát trên biển, bạn luôn phải dùng cát ướt chứ không phải cát khô vì nước sẽ làm các hạt cát kết dính và tạo khối cho lâu đài. Nguyên tắc cũng tương tự với việc di chuyển các khối đá: Thêm nước sẽ làm giảm ma sát trượt của bất cứ vật thể nào trên cát. Ở độ ẩm thích hợp, nước sẽ gắn kết các hạt cát với nhau.
Xe kéo trong phòng thí nghiệm
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do ông Daniel Bonn đến từ đại học Amsterdam dẫn đầu đã kiểm tra độ ma sát trượt của cát ướt và cát khô bằng cách đẩy một xe kéo có vật nặng trên bề mặt cát. Khi dùng cát khô, cát sẽ dồn đống phía trước xe kéo và ngăn chặn chuyển động. Sau khi đã thêm nước, lực cần để kéo xe và lực ma sát đã giảm đáng kể. Do nước làm cát cứng hơn, khiến cho những ụ cát trước xe kéo giảm đáng kể.
Những thử nghiệm của nhóm cho thấy lực kéo cần thiết tỉ lệ thuận với độ cứng của cát. Khi cho thêm nước, do hiện tượng mao dẫn, các hạt cát sẽ kết dính và đạt độ cứng gấp 2 lần so với cát khô nếu điều chỉnh độ ẩm thích hợp. Xe sẽ dễ dàng trượt đi trên mặt cát.
Bonn phát biểu với tờ Washington Post: “Tôi rất ngạc nhiên khi lực kéo giảm tới 50%, có nghĩa là người Ai Cập cổ đại chỉ cần nửa số nhân công so với khi di chuyển các khối đá trên cát khô”. Bức ảnh trong phòng thí nghiệm cho thấy khi dùng cát khô cát sẽ bị đùn lên trước xe kéo (trái), khác với khi dùng cát ướt (phải).
Bức tranh trong hầm mộ
Tuy nhiên, nếu dùng quá nhiều nước cũng sẽ không hiệu quả. Bão hòa nước sẽ làm giảm độ cứng của cát. Tính chất như keo dính cát của nước sẽ không còn nữa và ma sát trượt lại bắt đầu tăng. Bonn cho rằng có một khái niệm gọi là “Độ cứng tối ưu” hoàn hảo khi lượng nước vào khoảng 2-5% thể tích cát.
Câu hỏi luôn làm đau đầu các nhà khoa học đã có lời giải. Trong bức tranh lấy từ hầm mộ Diehutihotep, một người công nhân đang đổ nước lên cát phía trước xe kéo chở bức tượng thần khổng lồ. Xe kéo được làm bằng gỗ với các góc hướng lên trên. “Các nhà Ai Cập học thường hiểu rằng nước như một nghi lễ thanh tẩy chứ không nghĩ rằng đây thực sự là một sự hiểu biết khoa học”- Bonn vui vẻ cho biết. Công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Physical Review Letters tuần trước.
