Shishi-odoshi: dźwignia, która sama się napełnia
Shishi-odoshi to kawałek bambusa obracający się na sworzniu, zamknięty na jednym końcu węzłem, a na drugim otwarty. Woda kapie do otwartego końca. Gdy rurka jest prawie pusta, cięższy zamknięty koniec opiera się o kamień. W miarę gromadzenia się wody środek ciężkości przesuwa się za oś obrotu, rurka się przechyla, woda się wylewa, a teraz lżejszy zamknięty koniec opada z ostrym stuknięciem.
To samonastawna dźwignia pierwszego rodzaju, napędzana powolnym, równomiernym dopływem wody. Pierwotnie, jak sugeruje nazwa „płoszący jelenie”, służyła do odstraszania zwierząt od upraw. W japońskich ogrodach stała się znacznikiem dźwięku w cichej przestrzeni; często kojarzy się z nią Shisen-dō w Kioto, schronienie poety Ishikawy Jōzana.
- Woda napełnia otwarty koniec.
- Środek ciężkości przechodzi przez oś obrotu.
- Rurka się przechyla i opróżnia.
- Zamknięty koniec opada i uderza o kamień.
Znajdź oś, a potem znajdziesz równowagę
Większość domowych mechanizmów to dźwignie. Zlokalizuj oś obrotu, a następnie zapytaj, gdzie względem niej znajdują się obciążenie i siła. Ta jedna obserwacja wyjaśnia, dlaczego narzędzie wydaje się lekkie lub męczące.
Łańcuchowa pompa z łopatkami kwadratowymi
W chińskich gospodarstwach rolnych podnoszenie wody z kanału na pole było codzienną pracą. Łańcuchowa pompa z łopatkami kwadratowymi, fanche, czyli maszyna „grzbiet smoka”, wykorzystywała pętlę drewnianych łopatek połączonych jak łańcuch, poruszających się w górę pochylonego koryta. Obracanie koła zębatego na szczycie, pedałami nożnymi lub korbami ręcznymi, ciągnęło łopatki w górę, a każda z nich pchała przed sobą porcję wody.
Song Yingxing zilustrował takie pompy w Tiangong Kaiwu z 1637 roku. Droga siły jest bezpośrednia: nogi człowieka napędzają koło zębate, koło ciągnie łańcuch, a ścianki koryta nie pozwalają wodzie uciekać obok każdej łopatki. Główną stratą jest wyciek wokół łopatek, dlatego dopasowanie jest ważniejsze niż prędkość.
Tradycja
Pompy łańcuchowe napędzane pedałami, zilustrowane w Tiangong Kaiwu, podnosiły wodę do nawadniania na niewielką wysokość podczas długich dni pracy.
Nowoczesna interpretacja
Model stołowy z korytem ze sklejki i kartonowymi łopatkami na pętli ze sznurka pokazuje tę zasadę na kubku wody.
Nożyki i skrobaki z południowych Indii
Indyjski nożyk do orzechów betelowych, czyli sarota, to para połączonych zawiasem ramion z ostrzem po jednej stronie. Orzech leży blisko osi obrotu, a dłonie ściskają daleko od niej, więc skromny chwyt daje silną siłę tnącą. Wiele zachowanych egzemplarzy jest odlewanych lub kutych z mosiądzu i żelaza, często zdobionych, ale idea mechaniczna to zwykła dźwignia drugiego rodzaju, podobna do dziadka do orzechów.
Skrobak do kokosa z Kerali, chirava, działa inaczej. Niski drewniany stołek podtrzymuje metalowe ostrze z ząbkami wystające z jednego końca. Kucharz siada na stołku, a ciężar jego ciała unieruchamia narzędzie, podczas gdy dłonie obracają połówkę kokosa po zębach. Masa użytkownika zastępuje imadło, co jest eleganckim rozwiązaniem, gdy zadanie wymaga wolnych obu rąk.
- Mosiądz
- Odporny na korozję korpus nożyków używanych w pobliżu wilgoci.
- Hartowana stal
- Krawędzie ostrza i ząbki, które utrzymują ostrość.
- Drewniany stołek z twardego drewna
- Stabilna, ciężka podstawa, która nie przewraca się łatwo.
Bezpieczne przenoszenie pomysłów do domu
Chodzi nie o dokładne kopiowanie przedmiotów, lecz o ponowne wykorzystanie ich rozumowania. Balkonowe shishi-odoshi może działać z małej pompy z obiegiem wody; dostosuj położenie osi tak, aby rurka przechylała się mniej więcej przy dwóch trzecich pełni. Nożyk montowany na ścianie może pożyczyć rozmieszczenie osi z sarota. Hak warsztatowy, który przytrzymujesz własnym ciężarem, podąża za logiką chirava.
Bezpieczeństwo: ostre domowe ostrza zabezpieczaj osłoną, gdy ich nie używasz, i nigdy nie łącz pomp zasilanych z sieci z otwartą wodą bez odpowiedniego wyłącznika różnicowoprądowego.
Zobacz też, jak drewniane połączenia przenoszą obciążenie, albo poznaj miniaturowe konstrukcje, które wykorzystują te same dźwignie w mniejszej skali.
