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为什么桥都设计成凸形的?

科普小知识2021-08-30 20:47:58
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桥是否应该设计成凹形而不是向上拱起更好。因为汽车在下沉前有一定的势能,这个势能可以帮助它平稳地到达桥的尽头。然而,拱桥没有这种优势。

桥被设计成向上的原因是当汽车经过桥的中间时,桥承受的压力较小。相比之下,凹桥承受的压力更大。

由于汽车在通过圆弧时需要向心力f,所以它由重力Mg和支撑力n组成

拱桥:F=Mg-N ∴ N=Mg-F

在凹形桥中:F=N-Mg ∴ N=F-Mg

从以上两个公式可以看出,拱桥的n较小,n是桥梁对汽车的支撑力,其大小等于汽车对桥梁的压力。因此,拱桥有利于桥梁的结构强度设计。至于露西的理由,对于汽车来说,改变桥的设计不是本末倒置,而是为了利用汽车的势能而节省一点汽油。