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廈門雨傘彈簧結(jié)構(gòu)中包含的巧妙的力學(xué)原理

時(shí)間:2021-08-03 09:57:22

  廈門雨傘彈簧是生活中不可缺少的物品,用來(lái)遮風(fēng)、擋雨和防曬。從結(jié)構(gòu)上雨傘可分為手動(dòng)式、半自動(dòng)式和全自動(dòng)式三種。手動(dòng)式雨傘的開、合都需要人工手動(dòng)來(lái)完成。半自動(dòng)雨傘可自動(dòng)打開,收起則需人工完成。全自動(dòng)雨傘的開、合均可自動(dòng)完成。其中,半自動(dòng)雨傘是最常見的一種。廈門雨傘彈簧的主體結(jié)構(gòu)由傘柄、傘骨、傘面三部分組成。傘柄是雨傘的主心骨,對(duì)雨傘整體起支持作用。傘骨支撐整個(gè)傘面,負(fù)責(zé)傘面的開合。傘面則起著擋雨遮陽(yáng)的作用。

  傘柄上有強(qiáng)力壓縮彈簧,雨傘正是依靠它強(qiáng)大的彈力將傘面撐開的。但是,仔細(xì)觀察我們會(huì)發(fā)現(xiàn),彈簧的兩端均不固定,其自身可沿著傘柄整體上下滑動(dòng),彈簧在撐開雨傘的同時(shí),將自身也舉了起來(lái)。試想,彈簧自身是有重量的,傘面和傘骨也有重量,為什么彈簧不但能克服自身的重量,還能克服傘面和傘骨的壓力將自身舉起,將雨傘撐開呢?乍一看,這似乎違背了萬(wàn)有引力定律。
  廈門雨傘彈簧結(jié)構(gòu)看似簡(jiǎn)單,其實(shí)它里面包含了巧妙的力學(xué)原理,現(xiàn)具體分析如下。雨傘具有傘柄呈四周放射狀對(duì)稱的結(jié)構(gòu),我們沿一對(duì)兒傘骨畫出雨傘的縱剖面圖,字母標(biāo)記的各點(diǎn)均由鉸鏈連接。假設(shè)傘面、傘骨和彈簧的等效總重量為G,如果雨傘共有n根傘骨,則每根傘骨受到的壓力相當(dāng)于在圖中的M、N兩點(diǎn)分別掛了一個(gè)重量為G/n的重物。

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