Почему крышка люка круглая а не квадратная. Почему канализационные люки круглые: особенности, требования и интересные факты

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1.Введение

Когда строился наш дом, прокладывали воду и делали колодец, который затем накрыли специальной крышкой люка. Я обратил внимание, что в нашем городе всюду лежат крышки круглой формы: и у нас во дворе, и на дорогах, и возле школы.

И тогда я заинтересовался, а почему крышки канализационного люка круглые. Передо мной возникла проблема : есть много геометрических фигур, а канализационные люки делаются почему-то круглые и возможно, существует еще какая-то фигура, подходящая для люков.

ЦЕЛЬ: определение свойств круга, которые используются в крышках канализационных люков.

ЗАДАЧИ:

1.Познакомиться с новыми для меня свойствами круга и с помощью опытов установить простейшие связи и сделать выводы.

2. Поискать материал о других геометрических фигурах, которые могли бы использоваться человеком при изготовлении крышек для люков.

3. Показать возможность использования кругов (и если существует похожая по свойствам фигура) в жизни.

Гипотеза: кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков.

Методы исследования

1. Проведение опроса «Почему крышки канализационных люков круглые?».

2. Поиск материалов в сети интернет.

3. Наблюдения.

4. Проведение опытов.

2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Свой вопрос я задал родителям, одноклассникам и знакомым и получил на него разные ответы. Большинство думают, что так удобно — в круглое отверстие легче пролезть, несколько ответов было — красиво, а некоторые ответили, что не знают. Тогда я начал искать информацию в сети Интернет.

Опыт 1. Предметы круглой формы легче перемещать — их просто можно перекатить. В то время как у предметов прямоугольной и треугольной формы мешают углы. А крышки канализационного люка делают еще тяжелыми — их изготавливают из чугуна. Тогда можно сделать вывод о том, что круглую тяжелую крышку можно переместить одному человеку. А люк другой формы придется нести в несколько рук.

Опыт 2. Крышка канализационного люка круглый формы никогда не провалится в колодец, а значит, лучше всего подходит для выполнения защитной функции. Все это потому, что диаметр крышки всегда больше диаметра самого колодца. А другие фигуры могут провалиться (например, под углом).

Опыт 3 . Проведем две параллельные касательные прямые и зафиксируем расстояние между ними. Начнем вращать круг. Он постоянно касается этих линий и можно сказать, замкнутая кривая (окружность, которая описывает круг) имеет постоянную ширину. Это тоже свойство круга. И его учитывают при изготовлении крышек люка — меньше вероятность допустить ошибки при производстве.

Опыт 4. При изготовлении крышек круглой формы используется меньше материала и снижается их себестоимость.

Вот оказывается, какие причины, почему крышки канализационных люков круглые. Но меня интересует еще один вопрос: есть ли фигура, по свойствам похожая на круг. И здесь мне помогла передача, которую я смотрю - «Галилео». Из нее я узнал, что есть фигура по свойствам похожая на круг. Это треугольник Рёло. Его изучением занимался немецкий ученый Франц Рёло в 19 веке. Давайте и мы проверим это.

Опыт 5. Треугольник Рёло — фигура, имеющая постоянную ширину. Проводим две касательные прямые линии, фиксируем их ширину и начинаем вращать треугольник Рёло. И всегда одна точка, расположенная в одном из «углов» треугольника Рёло, а другая на противоположной дуге окружности, будут касаться линий.Опыт 6. Предмет, изготовленный в форме треугольника Рёло может перекатываться. Установим на 2 цилиндра в форме этих треугольников дощечку и увидим, что она перекатывается.

Опыт 7. Треугольник Рёло, если его установить на люк, тоже не провалится. Мной был изготовлен такой макет и вам предлагаю убедиться в этом.

3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведя работу я смог сделать вывод о том, что выдвинутая мной гипотеза - кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков, подтвердилась. Но изготавливать круглые крышки проще — меньше вероятность допустить ошибку и, поэтому изготавливают именно их. И теперь я смогу ответить на вопрос, который часто задают при приеме на работу в Microsoft. Вот эти ответы: безопасность, удобство при передвигании, ниже стоимость, меньше ошибок при их изготовлении.

И еще я узнал очень интересные факты .

1. Когда проводятся гонки болидов по городским улицам, крышки привариваются к люкам. При движении гоночных болидов благодаря их аэродинамическим характеристикам создается настолько низкое давление воздуха между дорогой и днищем машины, что его достаточно, чтобы поднять крышку канализационного люка.

2.В начале 2000-х годов в Москве проходил большой арт-проект «Канализации всех стран, соединяйтесь!» - где были представлены фотографии канализационных люков со всего мира.

4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ

1.http://www.etudes.ru/ru/etudes/mazda

2.http://otvetprost.com/387-pochemu-lyuki-kruglye.html

3.http://expirience.ru/pochemu-lyuki-kruglye/

4.Запись передачи «Галилео» от мая 2012г.

Довольно часто при приеме на работу у кандидата на какую-либо должность интересуются, почему канализационные люки круглые. Это весьма неожиданный вопрос, который застает врасплох человека, и он начинает думать над ним. Так можно быстро определить мышление человека, оценить его уровень интеллекта и возможность выкручиваться из сложных ситуаций. Если человек заминается, долго об этом думает и выдает совершенно нелогичный и неправильный ответ, то можно судить о его неспособности креативно и быстро мыслить. Но на самом деле интересно, почему канализационные люки круглые, а не квадратные. Есть разные теории и варианты ответов. Попытаемся в них разобраться.

Крышка люка

Крышка - это составная часть люка смотрового колодца, которая должна обязательно присутствовать. К тому же она должна быть удобной и эргономичной, не должна грохать при наезде на нее колесом автомобиля. В ней также есть небольшое отверстие, сквозь которое можно проверить загазованность колодца.

При всем этом крышка чаще всего выполняется из чугуна и является очень тяжелой. Ее большой вес оправдан сложностью воровства, однако именно благодаря столь большому весу ее часто воруют для последующей сдачи на металлолом. И хотя Законом на пунктах приема металлолома запрещено принимать канализационные люки, воров это не останавливает. Кто-то их вообще использует в быту для разных целей.

Впрочем, сейчас не об этом. В большинстве стран действительно крышки выполнены в круглой форме, однако есть исключения. В некоторых штатах США и даже в Индии они выполняются в форме квадратов и треугольников. Поэтому нельзя утверждать, что все крышки на канализационных люках круглые. Почему чаще всего встречается именно круглая форма? Как уже было сказано выше, есть разные версии.

Логичная версия

Самая первая версия объясняет форму крышек экономией. Дело в том, что именно круглая форма с минимальными затратами позволяет создать такое отверстие, в которое бы легко пролез человек. К примеру, для свободного проникновения человека к колодцу через квадратный люк отверстие пришлось бы делать немного большим по площади. Следовательно, при изготовлении люка для такого отверстия затрачивалось бы больше металла, и это экономически невыгодно. Считается, что производство круглых люков на 40% выгоднее по сравнению с производством квадратных, а в больших масштабах это достаточно солидная цифра.

Из-за круглой формы крышки не проваливаются вниз

Вторая версия, которая объясняет, почему канализационные люки круглые, заключается в том, что подобная форма не дает возможности люку провалиться вниз. То есть ни при каких обстоятельствах, как бы кто ни пытался, у него не получится протолкнуть крышку в сам колодец. А вот квадратная крышка канализационного люка может упасть в колодец, если ее попытаться засунуть ребром по диагонали отверстия.

Также считается, что круглая форма обладает хорошей особенностью - она более равномерно распределяет нагрузки при наезде на нее автомобиля. Следовательно, это позволяет немного уменьшить размер сечения (толщину), что в итоге способствует дополнительной экономии средств.

На круглый колодец - круглая крышка

Впрочем, странно вообще спрашивать о том, почему канализационные люки круглые, ведь сам колодец является круглым, поэтому при разработке крышек даже никто и не задумывался о том, чтобы использовать квадратную форму. Более того, при необходимости быстро переместить крышку круглый люк от колодца можно просто катить ребром, с чем справится даже один человек. А вот катить квадратный люк не получится - его необходимо либо перевозить, либо переносить вдвоем или даже втроем. Впрочем, некоторые крышки обладают специальными "усиками", которые не дают возможности катить их ребром.

Также считается, что открывать круглую крышку канализационного люка проще из-за того, что любая точка ее окружности одновременно является точкой концентрации напряжения. Что касается квадратных крышек, то там всего две подобных точки - углы одной из сторон.

Просто так сложилось

А вообще, никто не знает, почему канализационные люки круглые. Единицы об этом задумываются, но искать ответ на этот вопрос просто глупо. Это все равно, что спросить о том, почему бордюры имеют прямоугольное сечение. Однозначного ответа на данный вопрос не существует, ведь когда появились первые канализационные колодцы, то никто вообще не задумывался о том, чтобы сделать их других форм. Просто так повелось, а все попытки объяснить, почему люки круглые, являются, мягко говоря, притянутыми за уши. Единственный более-менее логичный вариант - это отсутствие возможности уронить люк в сам колодец. Это возможно с квадратной крышкой, так как длина диагонали самой крышки будет больше длины стороны. В этом есть смысл, но даже такое объяснение многих не устраивает.

Другие формы

Отметим, что не всегда люки являются круглыми. В разных странах формы могут быть свои. В Индии часто встречаются треугольные формы, а в некоторых странах они могут представлять собой вообще неопределенную геометрическую фигуру. Квадратные формы - не редкость в США и других странах Америки. Бывают даже люки с восемью углами и очень редко встречаются модели в форме ромба, полукругов.

Но стоит признать, что чаще всего они именно круглые. Такая форма является самой популярной, удобной и эргономичной.

Заключение

Итак, мы разобрались, почему люки круглые. Можно отвечать на данный вопрос по-разному. Если уж совсем становиться занудой, то можно посчитать, сколько металла необходимо для изготовления квадратной крышки для отверстия, в которое бы свободно пролез человек. Затем полученное значение нужно сравнить с весом металла, требуемого для изготовления крышки для круглого отверстия. При одинаковом сечении металла окажется, что на квадратный люк уйдет больше металла за счет наличия углов в квадрате.

Также можно посчитать, насколько равномерно распределяются усилия при наезде на люк колеса автомобиля. Окажется, что нагрузки распределяются более равномерно по всему периметру круга. В случае с квадратом или треугольником это не так.

В общем, теперь вы знаете, почему канализационные люки обычно круглые, и понимаете, что нужно отвечать, если вдруг об этом спросят на собеседовании. Скорее всего, это единственный случай, когда подобная информация может помочь. Впрочем, если речь идет о собеседовании, то вовсе необязательно отвечать правильно. Можно ответить шуткой либо вообще сказать, что люки от канализационных колодцев не всегда круглые, просто так принято в нашей стране. Иногда даже тот человек, который задает такой глупый вопрос, сам не знает, почему вообще люки являются круглыми. Однако вы теперь точно знаете ответ. Несмотря на множество хороших версий, самой логичной и правдоподобной кажется версия с формой крышки, из-за которой та просто не может пройти в канализационное отверстие.

Современные предприятия коммунального обслуживания возникли в мире в 30-х годах XIX-го века. Несмотря на разнообразие форм, большее предпочтение отдавалось именно круглым крышкам. В настоящее время производители люков для канализационных систем выпускают исключительно круглой формы.

Крышки для канализационных люков: вес и максимальная нагрузка

Несмотря на то, что канализационные системы современного типа в различных странах появлялись в разные временные промежутки, единственное сходство заключалось в необходимости установки канализационных люков. Острая необходимость в чугунных люках возникала в первую очередь в крупных городах с асфальтированными дорогами исходя из соображений безопасности. Всё-таки сдвинуть крышку весом от 45 вплоть до 160 кг в разы тяжелее деревянных настилов и заграждений, которые использовались ранее.

Примечание! Последние годы наравне с чугунными крышками в продаже появились более дешевые аналоги из полимерных материалов, минимальный вес которого считается 15 кг, максимальный – 48 кг.

Форма крышки канализационных систем

Основная причина, почему крышка люка круглая, происходит из следующих соображений.

1. Треугольная форма не подходит исходя из особенностей строения человеческого . В противном случае величина люков была бы значительно больше современных круглых. А это влечёт за собой лишние хлопоты в виде увеличения необходимого сырья для производства крышки, следовательно, увеличивается его себестоимость.
2. Люк квадратной формы со временем может провалиться в колодец. Тем более, форма колодца – круглая. Заниматься изменением переходов шахты канализационных люков на поверхность с круглой на квадратную форму – занятие не из лёгких, требует увеличения финансовых затрат на изготовление и замену.

Круглая форма крышки имеет не односторонний нюанс: такую крышку удобно переносить – т.е. катить, в отличие от квадратных или треугольных. Но с увеличением числа краж в и ближайших странах СНГ ради наживы, власти стали искать выход из сложившейся ситуации путём производства из других материалов.

В Соединенных Штатах в качестве «противоугонных» мер изготавливают крышки с пазами или на задвижках. Европейские страны используют комбинированный материал для изготовления крышки – соединяют бетон с чугуном. Это позволяет избежать краж, потому что в центрах приёма металлолома гибридный материал не принимается.

Интересный факт! Энтузиасты не унывают и в сети Интернет пользователи устраивают выставки обнаруженных образцов с необычным дизайном с припиской города. Искусство литых крышек ведёт свою историю порядка 150 лет, ежедневно всемирная публичная галерея пополняется новыми необычными образцами современных и старинных изделий.

Современные и старинные крышки канализационных люков внешне различаются. Если на старых можно встретить выгравированные гербы, различные надписи и рисунки, то современные аналоги выдержаны в серьёзном стиле: производственный номер, название компании-изготовителя, дата изготовления. Некоторые организации на заказ запрашивают «уникальные» экземпляры, на которых располагают детальную информацию: логотип фирмы, краткий перечень предоставляемых услуг и другое.

Основные причины, почему крышка люка круглая

1. В России и странах ближнего зарубежья колодцы и канализационные трубы имеют круглое сечение. Это основной фактор, влияющий на форму крышки. В некоторых европейских и азиатских странах встречаются квадратные варианты. Однако это скорее исключения из правила, нежели чем норма, потому что в той же Чехии или Китае, где люди обнаружили крышки в форме квадрата, сечения труб и колодцев канализационной системы также имеют круглую форму.
2. Снижение себестоимости. В отличие от круглой, на изготовление квадратной крышки канализационного люка потребуется на 30% больше сырья.
3. Удобство. Для установки крышки люка любой другой формы потребует большего количества затрат: в т.ч. человеческих усилий и времени для её установки: крышку не придётся переносить (учитывая минимальный вес чугунного экземпляра в 65 кг, квадратная исходя из увеличения затрат сырья приблизительно на 30% будет тяжелее– т.е. порядка 85 кг).
4. Канализационный люк круглой формы не провалится в колодец из-за увеличенного диаметра в сравнении с сечением колодца.
5. Монтаж и демонтаж круглых крышек производится быстрее и на то существует ряд причин:
   нет необходимости в большем количестве установщиков для переноса люка;
   время, затраченное на его перенос, сокращается – круглый люк проще катить, с квадратной или треугольной крышкой такой способ не подойдёт.
6. Распределение концентрации нагрузки. У круглой крышки распределение производится по всей площади. Угловатым крышкам таким не похвастаться – именно углы будут выполнять роль основных точек нагрузки.
7. Повредить края круглого люка сложнее, чем угловатого. В процессе транспортировки можно поставить скол. Учитывая, что именно углы выступают основной опорной точкой для распределения нагрузки, отколотый кусок вне зависимости от его величины нарушает систему и нагрузка распределяется уже на остальные углы.
8. Износостойкость. Величина эксплуатационного срока напрямую зависит от целостности крышки люка. Если у угловатых крышек отколется часть, распределение нагрузки происходит неравномерно. Со временем это повлечёт к повреждению других опорных углов.

Вы не задумывались, почему же, канализационные люки во всем круглые , а не квадратные? Крышки люков изготавливают из чугуна, бывает, что из бетона. Это для того, чтобы крышка была тяжелая и не смогла открыться самопроизвольно. Если говорить о кабельной канализации, то чаще всего их две запорная и защитная. Первая весит намного легче, её делают, как правило, из стали и нужна она для того, чтобы защитить кабель от кражи. Располагают её, как раз под защитной, а на самой крышке просто пишут назначение люка.

Самое простое и логическое объяснение

Крышка квадратной формы легко может упасть в люк, например, проскочить углом. Это может быть потому что, диагональ квадрата же больше, чем его стороны, то есть крышка может провалиться в отверстие. А у круга диаметр одинаков, как его не поворачивай. А так как, диаметр верхней поверхности люка всегда больше, чем нижняя, то крышка никогда не провалится внутрь люка, в каком бы положении она не находилась. Круглая крышка получается безопаснее, чем крышки остальных форм, так как не попадут на голову работников, которые находятся внутри люка.

Самое легкомысленное объяснение

Есть такое объяснение, которое, конечно же, кажется смешным. Люки круглые, потому что, отверстия круглые. Хотя, с другой стороны, легче же копать круглое отверстие, чем выравнивать углы квадратного или прямоугольного, либо треугольного отверстия. Да и вообще, например, канализационный колодец делать квадратным не имеет смысла, ведь придется затрачивать лишние силы и лишнее время. К тому же, круглые отверстия более технологичны, они имеют более долгий срок эксплуатации, они устойчивы к перепадам температуры и трансформации.

Так что, в этом утверждении тоже есть доля истины.

Дело в том, что круглые люки проще транспортировать. То есть, квадратную крышку нужно только нести, а один человек вряд ли справится с этим, ведь крышка люка весьма тяжелая. Придется браться, как минимум двоим мужчинам, чтобы отнести крышку люка в нужно место. А круглую можно катить, что под силу одному взрослому мужчине. Причем, не испытывая особенных трудностей. Тем более, закрывая люк, круглой крышкой, нет необходимости её вращать, совмещая с отверстием люка. В этом тоже есть доля истины, круглые люки гораздо удобнее. А ещё, они удобны и в изготовлении, ведь опять же с квадратными люками придется повозиться, у них при транспортировке могут пострадать углы, например, отбиться.

Кстати говоря, вопрос «Почему люки круглые» задаются на специалистами по подбору персонала кандидатам. Говорят, что ответ на данный вопрос позволяет оценить общий уровень интеллекта, насколько он способен к разрешению проблем и задач. Задавая этот вопрос, специалисты хотят увидеть есть ли у кандидата в работники готовность и умение вступать в дискуссии и то, как претендент решает поставленную задачу или же отказывается от её решения. Очень важно и то, как кандидат ответит на вопрос, серьезно или шутками. Кстати, всемирно известная компания Microsoft давно пользуется таким вопросом при тестировании специалистов, которых сбираются брать на работу.

Если подвести итог, то проще всего сказать, что крышка по-идее должна быть круглой , в том числе и крышки для люков!

Ремонт лоджий под ключ

Утепления Вашей квартиры начните с ремонта лоджии или балкона. Наши специалисты осуществят мелкий или капитальный ремонт Ваших балконов и лоджий. Выполняем ремонт под ключ, предлагаем интересные дизайнерские решения.

Привычной примелькавшейся деталью городского пейзажа являются крышки канализационных люков, практически везде, во всех государствах мира имеющие круглую форму.

Почему именно круглую – на этот вопрос мы постараемся подробно ответить.

Безопасность

Крышка люка канализационного колодца – массивное изделие из чугуна. Она весит более 50 килограммов, а вес люков, находящихся на проезжей части дороги, превышает 78 килограммов.

Это неудивительно, ведь крышка люка, находящегося на тротуаре улицы, должна выдерживать нагрузку в 12 тонн, а крышка, лежащая на дороге – целых 25 тонн. Такой вес обусловлен толщиной крышки, рассчитанной с учетом заданной нагрузки и прочности чугуна.

А теперь представьте следующую ситуацию: крышка люка открыта и лежит рядом с люком, а внизу, в колодце работают люди. Если кто-то случайно передвинет круглую крышку, то в худшем случае просто закроет люк. Прямоугольная или квадратная крышка в этом случае может провалиться в яму прямо на головы рабочих, ведь диагональ квадрата или прямоугольника всегда больше любой его стороны. Поэтому круглая форма крышки является наиболее безопасной в данном случае.

Прочность

Инженерам давно известно, что круглые предметы имеют намного большую прочность, чем квадратные. Канализационный люк не только круглый, но и слегка выпуклый к середине: такая форма обеспечивает наибольшее сопротивление механической нагрузке, направленной сверху.

Внутренние напряжения в люке такой формы равномерно распределяются по металлу, в то время как в квадратных, прямоугольных и любых других крышках под действием нагрузки напряжения распределяются неравномерно, что влечет более быстрый износ, а следовательно – более частую замену крышек.

Кроме того, не следует забывать, что чугун – довольно хрупкий материал, и если уронить прямоугольную крышку, от нее вполне может отколоться уголок. Чтобы расколоть круглую крышку люка, придется приложить намного больше усилий.


Судя по тому, что практически все крышки в целости и сохранности лежат десятилетиями (а некоторые уже более ста лет), в обычных условиях повредить круглую крышку практически невозможно.

Экономия металла

Почему круглая форма люков является более оптимальной с точки зрения экономии металла? При одинаковой длине периметра круглого и прямоугольного люков - площадь круга всегда больше площади прямоугольника или любой другой геометрической фигуры.

Если перевести это в экономические показатели, то получается, что круг – наиболее выгодная форма люка, поскольку на крышку для него требуется намного меньше чугуна (экономия до сорока процентов), чем на прямоугольную крышку.

Оптимальное соотношение длины периметра к площади заставляет делать круглыми люки не только для канализационных колодцев, но и в гораздо более серьезных конструкциях – например, между отсеками подводных лодок или космических кораблей. Круглые люки более экономичны и выдерживают большие нагрузки, чем люки любой другой формы.

Удобство проведения работ

Круглая крышка люка намного более удобна при проведении ремонтных или профилактических работ. Если прямоугольную крышку необходимо поднять, чтобы перенести на некоторое расстояние, для чего понадобится не меньше двух взрослых мужчин, то круглую крышку можно спокойно перекатить, поставив на ребро, и с этой задачей вполне можно справиться в одиночку.

Да и для того, чтобы приладить тяжелую крышку на место, не нужно ее вращать, подгоняя под конфигурацию отверстия. Круглая крышка встанет на место в любом случае, какой бы стороной вы ее ни укладывали.


Итак, причин почему нужно делать крышку канализационного люка круглой - более чем достаточно.