吃火锅夹不住牛丸的原因找到了~ | 正经玩
吃火锅时
大家肯定有这样的经历
圆圆滑滑的丸子怎么都夹不上来
其实啊
这其中的原理与古代的木桥
有相似之处
如此说来
古人一定是个吃火锅的好手吧~
实验器材
所标杯、筷子(木棍)、香蕉(重物)
这一期的主角是筷子(木棍)
首先在一根辅助筷子的帮助下
搭建两个“X形”的支架
然后在“X”的两个交叉处
再放置两根与支架相垂直的筷子
撤掉辅助筷子后发现
整体结构不借助外界力量
仍然可以支撑住
用同样的方法
我们再接上一组类似的结构
最后放上重物
检测结构的承重能力
快来试试你能搭建
多少个“X”支架的组合吧
原理解说
实验中的桥叫做“编木拱桥”。用类似的结构做出的桥,不需要用任何铆钉进行连接(与榫卯结构类似),就能稳定地架起来,甚至可以让汽车在上面通行。
那么为什么这种结构能够稳定地保持住呢?我们可以回想吃火锅时用筷子夹撒尿牛丸时的情形,牛丸很容易就会从筷子上滑走,夹不住。这时,我们有两个方案,一个是,我们需要增加筷子的夹力,这样可以增大筷子与牛丸之间的摩擦力。另一个是,手抓到筷子的末端,减小筷子张开的夹角,这样会减小牛丸所受到的横向驱动力。二者一结合,可以说,就夹牛丸这一块,小编是拿捏的死死的。
实验中的结构与之类似,利用了摩擦自锁达到了一个平衡的状态。我们可以用大家喜(令)闻(人)乐(头)见(大)的受力分析进一步验证一下。
如图所示,我们选择最基本的结构单元,画出它的剖面图。
剖面图
我们针对横着筷子(图中的圆形,就好比是个撒尿牛丸)进行计算。当结构处于稳定的状态时,一方面,筷子的水平以及竖直方向上的受力合力为零,另一方面,筷子相对质心所受的合力矩为零。
受力分析图
所以,我们可以得到如下的方程组:
平衡时结构中的摩擦力需要满足这样的条件:
直接得到(你是怎么直接得到的)稳定需要满足的一个必要条件:
这告诉我们,筷子与桌面间的夹角需要小于某个值。一旦超过这个值,无论如何都无法将桥架起来。同时也可知道,夹角越小,结构所需要的摩擦力就越小,结构也就越容易稳定。这就从理论上验证了前面提到的夹牛丸技巧是正确的。
小编觉得用这种结构设计的桥,抗风险能力可能不是很好,受到横向的力容易失稳,强度也不是很大,所以很少被设计师采用。就像夹牛丸一样,不一定非要用筷子夹,磕到碰到也容易滑掉,用漏勺它不香吗~
NO.204 鲤鱼打挺,从入门到精通 | 正经玩
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