埃菲尔铁塔为什么被建造成这样,埃菲尔铁塔为什么直接屹立不倒

首页 > 机动车 > 作者:YD1662024-02-01 21:33:14

埃菲尔铁塔是巴黎和法国的象征,可谓是家喻户晓。那它为什么是这个形状呢?仅仅是因为好看吗?那为什么这个形状就好看呢?

埃菲尔铁塔为什么被建造成这样,埃菲尔铁塔为什么直接屹立不倒(1)

抛开其它因素,仅仅从工程角度出发,为什么不是这种直筒矩形呢?当初埃菲尔是怎么考虑的呢?

对于结构工程师们来说,也许一句“这是风荷载的弯矩图的形状”就够了。但这是知乎,我的目的也是科普,所以我不会做这样的回答。让我们从小学自然开始吧!

或许是杜撰,或许是确有其事,总之,我们都知道阿基米德老师曾经说过,“给我一个支点,我能撬动地球”。

埃菲尔铁塔为什么被建造成这样,埃菲尔铁塔为什么直接屹立不倒(2)

根据杠杆原理,对于转轴点力矩平衡,假设地球的重量是50,地球那一端的杠杆长度是1,阿基米德这一端的长度是10,50乘1除10等于5,那么阿基米德只需要5的力就可以撬动地球。我们把这个力与旋转轴心之间的垂直距离叫做力臂,也就是在上图中,地球的力臂是1,阿基米德的力臂是10。阿基米德这边的力臂越长,所需的力就越少,如果力臂是500,那需要的力变成了50乘1除500等于0.1。

埃菲尔铁塔为什么被建造成这样,埃菲尔铁塔为什么直接屹立不倒(3)

言归正传,我们把目光放到建筑上,假设我有上图这么一个建筑,最上面施加一个水平力。我们都有推倒东西的经验,一个纸箱子,一推就倒。那为什么涂阴影的整个三层不会绕着右下角倾倒呢?很简单,因为二层左边的柱子把它给拉住了。按照我们刚才的绕旋转中心力矩平衡,外部施加的水平力是1,力臂 L 是10,柱子把阴影部分拉住的力臂 d 是5,那么柱子的拉力就是1乘10除5等于2。

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