科學技術的智慧 13.
河堤要下寬上窄是為適應河水壓力的變化嗎?
洶湧澎湃的浪潮日日夜夜不停的衝擊河堤,但是河堤它依然站立著。
不錯,浪潮正在用力推呀推的,它一心要把河堤推倒,讓它自由自在地泛濫。河水橫向的壓強,是和河水的深度成正比的;也就是說,河堤底部受到河水的壓力,要比上部大得多。把河堤築得下寬上窄,正是適應河水壓力的變化,而又節約了材料。由於河堤的重力是垂向的,它與浪潮橫向的推力會產生出斜向的合力。如果全力越出河堤的底部,河堤就要傾倒;把河堤築得下寬上窄,合力就不致越出河堤的底部,因此就可以使河堤站得更穩。
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我國是一個缺水的國家,由於人口眾多,人均淡水占有量僅為世界平均值的1/4左右。洪水在我國淡水資源總量中,約占70%。
若把堤築成坡度,也能防止泥土倒塌下來。體積成下寬上窄,還有一個好處,使堤底地基單位麵積承載的重量比較小,減輕了堤底的負擔,使堤壩能站得更牢固。
牆體的磚與磚的縫錯開
是為了使牆更牢固嗎? 泥工在砌牆時,你一定看到他們不是把磚頭一塊一塊往上疊的,而是一塊左一塊右交錯著往上砌的,這是為什麼呢?因為當磚牆承受重量的時候,磚縫(用沙漿粘接的地方)是最薄弱的環節,它總是不及磚塊那樣牢固。
假如磚頭一塊接一塊,不交錯的疊上去,使磚縫連成一條直線,如此砌牆的話,就是把壓力都集中到最薄弱的磚縫上去了,於是,很容易使牆受到破壞。如果磚塊交錯的砌上去,把上下的磚縫錯開,就不易使牆受到破壞,就能保證磚牆有均勻的強度,並使磚塊與磚塊搭起來,受到的壓力可以分散開來,每塊磚塊一起來承擔。這樣,磚牆就牢固了。
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磚牆是由許許多多的磚塊用沙漿砌起來的。當沙漿硬了的時候,就把磚和磚緊密地聯接在一起,組成一個整體——牆。
起源於12世紀西歐的哥特式建築,就是這些瑰寶中的明珠,哥特式建築特點是:牆薄,尖拱,有許多精致的石刻和玻璃窗。哥特式風格主要用於建築天主教堂。
風箏放飛得越高繩子越拉不直是
因為繩子本身的重量在不斷加大嗎?每當微風習習的日子裏,空闊的草地上都會有很多小朋友跟隨父母放風箏,成為空中一道亮麗的風景。
當風箏飄到比較高的空中,一頭牽在小朋友們手裏,另一頭結著風箏的繩子,並不是直的,而是中間向下垂的。為什麼會這樣的呢?
除了繩的兩頭有風箏向上升和人手向下牽引的兩個力量外,還因為繩本身有重量,所以,就使得繩子的中部向下垂成彎曲的弧形。掛在空中的繩越長,本身的重量和地球對它的吸引力也越大,垂落成的弧形就越大。當風箏放得不高的時候,繩比較短,繩中部向下垂的程度很小,所以不容易看出來。
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