竹子的力学特性~[doc文档]
竹子的力学特性
竹与“松”、“梅”并称“岁寒三友”，向来是坚劲高洁的君子的
象征。我国国画家李苦禅在他画的竹子画上题词说：“木出土时先有
节，长到凌云还虚心”，“节”、“虚心”、四季常青这几种品质，怕是
历代的方便，一般都是采用阶梯状的变截面杆（阶梯杆）来代替理
论上的等强度杆。例如，傲然矗立于马来西亚槟城88层的云顶大厦，
当今世界最高建筑，高达452m，是一个典型的“仿竹”杰作，它底
部宽大，到一定的高度就变细一节，是一种阶梯状等强度管状结构。
正由于它具有合理的力学结构，才被大胆地建在一个多台风的海边
城市。再如。大型民用飞机的机翼，大都是采用平直的机翼，这种
用一会儿一会儿造句机翼是一种扁平的空心等强度结构，其翼肋象竹节一样可提高机翼
的抗弯强度，而空心结构在满足足够的抗弯强度前提下，大大地减轻了重量。综上可知，竹子的合理力学结构，将在仿生学领域里大有作为。
张家界三天攻略秦陵铜车的力学原理
1980年从秦始皇陵西侧出土的两乘铜车马，是仿照秦始皇生前出游的仪仗车制作的。约为真实车马的1/2。铜车马结
构设计之合理，造型设计之完美工艺制
作之精良，震惊中外。这一历史文物不
仅是举世无双的设计杰作和工艺精品，
而且是秦代机械的曲型代表。在两千多
年前的秦代，中国机械设计的先驱者们
已经能灵活巧妙地应用力学知识和原理进行机械设计了，这无可置疑地证明了，当时我国的科学技术走在世界的前列。
踪迹随风叶，程途犯斗槎
“踪迹随风叶，程途犯斗槎”，诗人由景入情，以景寓情，用风叶和船只所显示的流体运动来形象、生动地比喻和描述远行在外人的行迹和旅途。流动显示
是求不改变流体运动性质的前提下，用图像显示流体运动的方法，其任务是流体不可见的流动特征成为可见的。俗话说“百闻不如一见”，人们通过流动显示看到了流场的特征，从而可进一步研究探索和
应用流体运动规律。现在以云来显示大气的流动，人们已很常见。如在每天中央电视台的气象预报节目中，人们能从电视屏幕上看到由云形成的千姿百态的流动图案，显示出在大气中所发生的动力过程。流动显示是了解流体运动特性并深入探索其物理机制的一种直观、有效的手段。它能发现新的流动现象，如层流和湍流二种流动状态及转换、漩涡、分离、激波、边界层、壁湍流的相干结构等；也能为流体力学计算提供可靠的流动条件，如边界层转折点、激波位置、涡核位置/尾迹宽度等。
风乍起，吹皱一池春水
“风乍起，吹皱一池春水。”是冯延己（903-960，是南唐中主的丞相）一首词的首句，作者用一个"皱"字将春风吹拂而过，使水面荡漾起细微的波纹，使静景成为动景，从力学角度来看，是一副流动不稳定性的画面，即"风生波"问题，当观察海面由由风吹起的波浪，当风速达到76.4m/S时，碎浪和蒸发率都突然增加，当风速增大到88.8m/s波浪的波长可增大到6 cm。由于海洋开发利用的需要，风浪的发生机制问题至今仍是流体力学和海洋科学工作者关心和研究的课题。
漫话高压锅
通常在海平面上的大气压为101325pa这时水的沸点是100度；海拔升高大气压下降，如在海拔3000m处，大气压只有70000pa左右，这时水的沸点低于90度。我国青藏高原上平均海拔在4000m以上，因而水的
标准差怎么算沸点低于90度，这就是为什么在高原上煮饭不容易熟的
道理。为了提高水的沸点，就要将水的环境气压提高。
高压锅正是利用加大锅内局部压力的办法来提高水的环
境压力。为了避免由锅内压力升高引起高压锅爆炸的危
险，如何使密闭容器内局部压力保持一个固定值，这就是高压锅排气阀的功能。排气阀的构造很简单，实际上是一个金属重块和一个适当面积的排气孔，如图所
示，设金属块的重量为w，排气孔面积为s，则锅内的气压被控制。当锅内气压小于p时，排气阀关闭，因为这时重块的重量大于气压对它的压力，重块将排气孔堵死；反之，当锅内气压大于p时，气
体对重块的总压力大于重块的重量，排气阀便打开放气。于是高压锅内的气压便可以维持为p。我国现在通用的高压锅，p的设定值为大气压左右，对应锅内水的沸点大约为120度。
捞面条的学问
捞面条用筷子，这是一个常识，但却有说法。用筷子挑面条，开始比较容易，问题是剩下最后几根面条如何捞走。方法是，先使锅
离火，然后用筷子在锅里作圆形搅拌，使面汤旋转起
来，这时面条便自然会集中到锅底中心，用筷子到锅
中心去夹。如此重复几次，面条便会一根不剩。熟悉
流体力学的人，不难对面条向锅底集中给出解释。这
就是所谓二次流问题。如果将旋转起来的面汤看为一次流动，这时微团体作圆周运动，微团加速度指向圆心。其加速度与压力梯度符号相反，压强由锅中心向锅底是增加的，由于锅底这层流速很小，惯性力与压差不平衡，由此将面条带到锅底中心。
夜半钟声到客船
月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。这是唐朝诗人张继写的《枫桥夜泊》。读这首诗，我们可以想象，那悠扬的夜半钟声，可以隔河传到彼岸。夜间声音为什么会传得远呢？首先，声音是声源得振动扰动了空气，扰动以波得形式往外传。如果空气中各点的声音是相同的，由这个点传出的声波的波前是一个球面。如果
声音在大气中不同高度传播速度不同，
这时波前就不再保持球面，而发生畸
变，产生折射现象。白天同夜间，声音
传播远近不同，就是由这个折射现象产郑水晶
生的。白天，由于地面接受太阳辐射温
度高，地面声音大于高空。这时声音传播路径折向高空。在夜间，靠近地面空气温度比上空相对高，结果高空声速大于地面，声音折向地面，这就是夜间声音传播相对远的道理。
浙江地震伐木的学问
用刀裁玻璃是先制造裂纹而后造成断裂，售货员撕布也是先在布边剪一个小口，然后再撕开，用锯子伐木等日常生活中随处可见的现象都是断力学方法最常见的例子。
伐木时先用锯子在靠近地面的地方把树锯出一条
缝，也就是先加工出一条裂纹来，人们站在裂纹一侧
在裂纹上方尽可能高的且易于施力的地方用力推树，
这个裂纹受拉，是典型I型裂纹问题，这时造成树干
av写真断裂的原因主要是裂纹尖端的应力强度因为达到木头
的临界断裂韧性值，实际上，现在实验室中测定材料
断裂韧性所用的柱状三点弯曲试样其原理和伐木及其
相似。
早在鲁班之前两百多年的墓葬中就有锯子了，由此看来人们用锯子开制裂纹伐树至少在2700多年以前就开始了。
峡江漱石水多漩
钻火巴东岸，枞金峡口船。束江崖欲合，漱石水多漩。这是宋代诗人范成大所作“初入巫峡”五言律诗中的诗句。范成大的诗生动形象地描述了在长江三峡
段行舟所遇旋涡的惊险情景，有时能安稳行舟，江面上如熨毂一样顺利恬静，但江水忽然翻滚而起如缣车翻搅，使人猝然不备。从范成大对漩涡形象描述中看出，他对旋涡产生的规律进行的思考。特别是“未尝有定处，或无故突然而作”这段描述，与近代流体力学对壁湍流猝发现象的描述颇有相似之处。
实际上不只是江水中有旋涡，在自然界中我们可以经常到形形的流体旋涡。宇宙空间的旋涡星云可能是尺度最大的旋涡。夏季的台风是反时钟方向旋转
的强烈旋涡。海面与地面上的龙卷风也是一种破坏性极强的旋涡。旋风分离器是靠人为制造的旋涡来分离由锅炉排放出烟气中的固体颗粒，使得烟筒只排放
较洁净的气体，以达到环境保护的目的。
旋涡有害有利，所以科学工作者们在研究如何在生产过程中控制旋涡的产生和发展，并对自然界中有巨大破坏作用的旋涡加强预报，研究减轻灾害的方法。
从土豆的内伤谈起
家庭主妇们经常抱怨，好端端的土豆，一削皮就露出里边的褐黑的一块块坏斑，奇怪的时，买土豆时任你怎么挑选，也总是避免不了有坏斑这种倒霉的”内伤“苹果、梨等水果中也时常遇到。心细的学过力学的人，不难回答这个问题，原来毛病出在包装运输中，在装车运输土豆时人们总是想装得多以提高效率，殊不知装车时碰撞都给土豆造成许多内伤，土豆褐水果得“内伤”问题恰好是一个曲型得接触问题。土豆和水果等许多材料都可以近似看作是最大剪应力，超过一定限度就产生破坏的材料。最大剪应力不发生在表面而在深层，而且半径和压力
愈大，深度也愈大，实际接触物体形状虽然各式各样，但上述规律是相同的。这是为什么土豆外表完好而内伤累累原因。
西方古典建筑的力与美例析
在雅典卫战的伊瑞先神庙建筑中，用女性外形作成柱子，体现了极大的艺术魅力。图中示出女子形体柱中的女子右腿膝盖稍微弯曲，给人的感觉似乎上部的重量仅落在她的左腿上。这就极为巧妙地将女性象征
秀眉的人体美学观点和仅用一条腿即可轻盈地支撑
上部巨大的重量的力学感受完美地统一起来。女性形
体柱的长细模仿了真人的身体比例，近代希腊和罗马
女性的身体比例，如果以前后腰径为1.0，则年青女
子的身高平均值约在7.60～8.40这个比例，与象征
女性柔美的爱奥尼克柱式，科林沁柱式的长细比非常

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。