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麦秆和自行车有关系吗
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见过小麦的人是否会有这样的疑问,一根根细长的、中空的小麦秆,怎么能够支撑住比它重几倍的麦穗呢?原来,这其中的奥妙恰恰就在于麦秆的管子上。
材料受到外力时会发生变形,这时它的两边分别受到挤压力与拉伸力,但是它的中心线附近的长度却几乎不发生改变。
换句话说,离中心线越远的位置受力越大。
而像麦秆这种中空管子,它本身的重量基本上都集中在边壁上,离中心线很远,因此,重量相同的实心管子和空心管子相比,空心管子的刚度要比实心的大得多。
即在重量相同的条件下,看似脆弱的空心结构的刚度要比实心结构的刚度大得多,承受的外力也大得多。
但是麦秆和自行车有什么关系呢?要想知道这个问题的答案,大家必须首先了解一下自行车的发展历史。
19世纪初,世界上诞生了第一辆自行车。
对于适应了发达、便利的交通工具的现代人来说,第一辆自行车的样子是不可思议的,车架和轮子都是木头做的,骑在上面,还要靠人的两条腿在地上蹬,车子才能向前滑行。
人们在完善自行车结构的过程中意识到,车架是自行车的骨骼,必须轻盈并且有足够的刚度。
就在这时,空心、轻盈且有足够承受力的麦秆给了人类灵感,于是现在我们使用的自行车的车架都是用很薄的空心管子做成的。
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