«Ах! Да-да, мой господин», — быстро ответил Диагнозис, выпуская смущенный смешок. «Ха-ха, я, кажется, немного забежал вперед».
«Ммм, тогда по поводу строительства водяного колеса», — начал Александр. «Такой тип водяного колеса, где вода течет сверху, называется колёсом с верхним забором воды. А если вода течет горизонтально, как в реке, это колесо называется колёсом с нижним забором воды».
«Мы построим оба типа. Но сначала давайте посмотрим, как построить колесо с верхним забором воды», — Александр указал на бумагу.
«Чтобы построить этот тип водяного колеса, вам сначала нужно будет сделать вот эти детали», — Диагнозис увидел, как пальцы Александра направили его взгляд на маленькие линии, которые, как он предположил, представляли собой плоские деревянные доски между ободами.
«Эти линии могут показаться деревянными лопастями, но на самом деле это ведра», — пояснил Александр. «Вода будет течь из источника или плотины, заполняя пустые ведра, которые станут тяжелее и начнут опускаться, поднимая при этом пустые, более легкие ведра с противоположной стороны наверх».
«Когда наполненные ведра достигнут дна, инерция колеса и сила воды опрокинут ведра, заставив их вылить воду, что сделает их легче, и они снова смогут подняться наверх, повторяя цикл», — Александр дал простое и общее описание работы водяного колеса.
«Не могу поверить, что ваше превосходительство продумали это так глубоко. Я бы в лучшем случае сделал эти ведра как сплошные панели, похожие на вёсла в лодке», — Диагнозис искренне восхитился, признавая превосходство Александра как мастера.
Он заметил уже раньше, что Александр не только придумывает новые изобретения, но и вносит небольшие изменения в них, которые могут показаться незначительными на первый взгляд, но значительно повышают эффективность устройства.
Однако было бы несправедливо слишком сильно принижать себя, так как Диагнозис не был новичком и обладал способностью на первый взгляд или по описанию понять, почему использование ведер вместо прямых лопастей или вёсел лучше.
Диагнозис, хотя и не полностью понимал законы гравитации, интуитивно осознавал, что такая конструкция будет не только использовать скорость удара воды по колесу, но и дополнительный вес воды, который будет ускорять вращение колеса.
Александр изучал детали водяного колеса, как колёс с верхним, так и с нижним забором воды, в ходе школьного научного проекта, который был ему назначен по жребию, и в рамках которого он исследовал примеры использования гравитационной потенциальной энергии в реальной жизни.
Проект оказался довольно обширным, и Александр узнал много нового о водяных мельницах, как они работают, какие уравнения используются для расчета их мощности, какие факторы влияют на их эффективность и множество других деталей.
«И где же мой господин хочет построить это? И насколько большим должно быть колесо?» — Диагнозис с энтузиазмом задал вопрос, понимая, что это был способ Александра дать ему новый путь для внесения вклада.
«Я еще не закончил», — мягко пожурил Александр, чувствуя небольшое раздражение от того, что его перебили.
«…» — Диагнозис слегка покраснел и быстро склонил голову, чтобы скрыть это, сосредоточившись на бумаге, которую он держал в руках.
«Теперь эти ведра», — снова начал Александр. «Они будут крепиться друг к другу под углом в 45 градусов», — Александр показал это, наклоняя ладони, так что его пальцы приняли вид военного салюта.
Концепцию углов эти люди понимали очень хорошо, и Диагнозис кивнул, понимая, хотя в этот раз решил не открывать рот, опасаясь снова отклониться от темы, лишь сверившись с чертежом, чтобы убедиться, что слова Александра соответствуют инструкциям на бумаге.
Выбор Александра угла в 45 градусов был очевиден — это был оптимальный угол.
Меньший угол привел бы к тому, что вода вытекала бы раньше, чем колесо достигло самого низа, теряя часть потенциальной энергии гравитации.
А если угол был бы больше, часть воды осталась бы в ведре, когда оно достигало самого нижнего положения, что тратило бы энергию впустую, поднимая эту лишнюю воду обратно наверх.
«Вот и все, что нужно для водяного колеса — просто возьми немного дерева, вырежи их изнутри, чтобы они стали похожи на ведра, прикрепи их друг к другу под углом в 45 градусов, а затем соедини всё это толстыми деревянными панелями», — Александр закончил объяснение ключевой конструкции водяного колеса.
«Кивок», — Диагнозис выразил своё понимание легким кивком головы.
«Теперь поговорим о передаточном механизме — это та штука, которая передает вращение колеса в работу», — Александр перешел ко второму пункту, показывая пальцами перевернуть страницу.
«Передача будет довольно простой: это просто бревно, которое проходит через центр водяного колеса и крепится к конструкции при помощи больших толстых деревянных спиц».
Александр прокрутил пальцами, как бы демонстрируя это визуально, и продолжил: «Итак, когда колесо вращается, цилиндрическая конструкция вращается вместе с ним. И что угодно можно прикрепить к другому концу, чтобы оно тоже вращалось».
http://erolate.org/book/3303/300440
Готово:
