有哪些“违背常识”的知识?
在力学上,其实有很多这样的小知识。很多结构完全符合设计要求下的力学性能,但是很多人直观上会觉得商家在偷工减料。下面,我就简单举几个例子,大家一起探讨下。
1、实心轴与空心轴
能称之为轴的构件,必然是承受着扭矩的作用。通过力学分析,我们知道轴的横截面在扭矩的作用下,产生出相应的剪应力。这个剪应力就是构件失效的主要原因。
如上图所示,横截面内的剪应力大小与圆心的距离成正比,圆心处剪应力为零,外表面剪应力最大,而材料的失效永远是从最大剪应力的位置开始的。这就告诉我们,轴的圆心处的材料其实并没有起到很大的承载作用。于是可以直接挖掉,变成空心轴。
2、矩形梁与圆形梁
梁结构指的是承受横力和弯矩的构件。根据梁弯曲应力的表达式,同样外载,同样高度的梁,矩形截面的承载能力更大。
同样的高度下(d=h),矩形梁的Iz较大,因此工作应力较小,从而更加安全。这一点很多人很难接受,毕竟我们常见的自然界中的物体大多是圆截面的。
根据梁的应力表达式,距离中性轴越远,正应力越大,越近越小,应力分布如下。与轴结构类似,梁的中间部位承受的正应力非常有限,纯弯曲情况下梁结构可以弯曲用上下两个结构代替。基于这种应力分布,梁的横截面的中间部位可以挖掉,从而变成工字梁。虽然工程中的工字梁非常常见,但是更多的人接触到的时建筑中的梁结构:混凝土结构,都是矩形梁。
3、混凝土的钢筋数量
很多人想当然的认为混凝土中的钢筋越多越好,毕竟钢筋的力学性能是混凝土的好几倍,实际上却并非如此。混凝土中的钢筋起到的作用是提升混凝土结构的抗拉性能,因为混凝土本身是脆性材料,抗压性能好但是不抗拉。单纯用混凝土作为建筑结构的大梁,下表面很容易出现裂缝。所以,在混凝土梁的靠近下表面的地方布置钢筋,可以显著提升整体的抗拉性能。
如果不考虑混凝土基体,钢筋越多,整体的承载能力肯定会越好。但是,再次强调下混凝土材料是脆性材料,而且力学性能远低于钢筋。当钢筋布置的太多时,虽然外载会有所提升,但是一旦载荷超出了混凝土的承受极限,混凝土就被压碎了,而此时,钢筋却依然完好。然而失去了混凝土基体,整个结构就全散架了。这显然更加危险。
4、空心桥墩与实心桥墩
基建狂魔的我们,随处可见各种各样的桥墩。但是桥墩内钢筋的分布是否均匀分布呢?更加极端一点,空心桥墩是否就是偷工减料呢?
根据桥墩的结构,通过计算我们发现桥墩外层的应力要大于内层,说明应力的传递过程中,会往外扩散。根据这样的应力分布形式,我们在设计桥墩的时候,只需要将外层设计的结实一点就可以了。实际的桥墩当然不可能是空心的,这样建造的时候就麻烦了。如下上图所示,桥墩的钢筋都是分布在外层,原因就是为了增加外层的结构强度。
5、总结
生活中还有很多与力学有关的反常识行为,但是只要学会了力学分析,这些问题就都可以解释。
你觉得日常生活中,还有什么反常识的力学现象吗?欢迎评论,一起讨论。
一:废弃的玻璃瓶温室
二:
蛛丝的强度可不是吹出来的
三:
倒下的树在湖中形成了一个小岛
四:
倔强的向日葵
五:
在湖底盛开的花朵
五:被大树吞噬的自行车
六:
被地震扭曲的铁轨
七:
壮观的牵牛花云
八:一棵树倒下长出了四颗树
九:海洋底下形成了瀑布
十:绿色森林中出现了隧道十一:
被蜘蛛网包裹的花朵
十二:
乌兹别克斯坦天然气燃烧坑,46年不灭,后又被称为"地狱之门"
希望能够喜欢!
俗话说“不听老人言,吃亏在眼前”,但很多人常做的事儿其实是错误的
小水滴这就给大家科普一下生活中存在的八大误区。
误区一:蛋黄里面含有大量的胆固醇,血脂高不能吃蛋黄
胆固醇是生理上非常需要的一种物质。人体里面的胆固醇绝大部分是自己合成的,只有20%是体外摄入的,而胆固醇的摄入不取决于胆固醇本身的量,而是取决于食物中脂肪的含量。蛋黄里面含有的胆固醇是比较多,但是蛋黄里面还有许许多多对人体非常有好处的营养。
误区二:水果烂的部分剜掉再吃
有些人碰到水果烂了一部分,就把烂掉的部分剜掉再吃,以为这样就不会有问题了。
实际上,即使把烂掉的部分削去,剩余部分可能已传入了细菌的有害代谢物,甚至还有微生物开始繁殖,如致癌的霉菌。尽管水果只烂了一部分,还是扔掉为好。
误区三:用纱罩罩食物不用担心
纱罩虽可以防止苍蝇落到食物上,但停留在纱罩上面的虫卵极易从纱孔中落下而污染食物。
最好将食物包裹一层保鲜膜,然后放入冰箱。
误区四:大红枣能补血
有人认为大红枣、红糖也能补血,其实动物肝脏、猪血等才是补血的好食品。
误区五:用沸水泡茶
沸水温度太高,泡茶时看见茶叶在飞中翻滚,迅速出色,不一会就是一杯清香浓郁的茶 了。可是沸水容易破坏茶叶中的营养物质,泡茶的水最好控制在85℃左右,洗一下茶叶,再冲泡,茶香味浓更营养。
误区六:多吃鱼,对身体好
鱼肉含有大量不饱和脂肪酸,能抗动脉粥样化,如有老血栓、动脉粥样化的人食用极好。但是,长期过量食用鱼肉容易导致血小板凝血功能降低,皮下出血。因纽特人就是长期过量食用鱼肉,他们患颅内出血的几率远大于其他地区的人。
误区七:喝骨头汤补钙
有些人认为缺钙可以食补,那就喝骨头汤吧,按中医理论吃啥补啥。但其实钙是不溶于水的,所以和骨头汤起不到什么大作用,不仅没有补钙反而摄入了更多的脂肪。
误区八:炖老母鸡最滋补
民间认为老母鸡属阴,最为滋补。产妇和体弱者喝老母鸡汤最好。其实老母鸡油多,汤色看上去更浓,但肌肉弹力减少,鸡肉吃起来很柴,而且营养价值不如仔鸡。
这些知识点大家都记住了吗~
常识和反常识
在科学研究中,对于研究对象一般都要下一个比较准确的定义,这是从牛顿开始就留下来的规矩。
这里我们要降到“违背常识”的知识,那我们就需要先把“常识”下一个比较准确的定义。我大概查了一下,对于“常识”的定义其实有多种多样。我也相信,如果我们现在拿一下知识去问不同的人,他们界定的“常识”也是不一样的。
常识是指普通的知识,具体是指一个生活在社会中的,心智健全的成年人所应该具备的基本知识。这当中包括:生存技能,基本劳作的技能,基础的自然科学和人文上社会科学的知识等。
因此,通过这个定义,我们可以这么认为,那些我觉得很反直觉的事情,都应该属于反常识的,比如:高阶的自然科学知识,人文社科知识都属于这类。因此,这个范围其实特别大的,毕竟绝大多数的人所掌握的知识其实还处在文艺复兴之前的知识水平。
今天,我们就来聊一下物理学相关领域比较反常识的知识。
不确定性
曾有科学家总结20世界的科学发展,他认为,20世纪的科学其实是“不确性”的科学。为什么这么说呢?
这是因为在20世纪之前,牛顿力学和麦克斯韦方程展现出了极其可怕的威力。具体来说就是,你用牛顿力学就可以解释肉眼可见的绝大多数的物理学现象,而且不仅仅是解释,还可以拿来做预测。就拿海王星来说,这颗行星并不是科学家直接观测得到的,事实上,科学家是利用纸和笔预测了它的位置,然后让天文学家拿望远镜准确地去找到它。
而麦克斯韦方程则是可以解决绝大数电磁学领域的问题,同样的,这个理论也可以预言,麦克斯韦就预言了电磁波的存在,后来赫兹通过实验证明了这一点。
因此,在20世纪前,科学家秉持了这样一个观点:存在绝对客观的真理,它可以解释宇宙中所有的物理学现象。后人,也被这个叫做决定论。其实,现代人依旧有非常多的人秉持的这个观念。
但是到了20世纪,科学家们就发现事情有点不对头了。之前牛顿力学其实都是在宏观低速的世界里。而随着科学技术的发展,观测也在发展,科学家可以观测到微观世界和大尺度上的物理学现象了。
而在微观世界中,很多现象都超乎了科学家的认知。后来,基于这些物理现象,科学家们提出了量子力学理论。这个理论也是物理学史仅有的始终伴随着争吵的科学理论。这是因为这个理论预示着另外一种观念:不确定性。这个观念其实是和决定论是针锋相对的。那具体是咋回事呢?
上帝到底掷不掷骰子?
海森堡在研究原子核外电子的运动形式时,基于这种奇葩的物理学现象,他就提出了“不确定性原理”。具体来说是这样的,他发现,电子的位置信息和动量信息是没有办法直接被同时测量到的。如果你测准了位置信息,那你就测不准动量信息,如果你测准的动量信息,你就测不准位置信息。
这其实是因为我们的观测自身就会影响到电子的信息。如果我们再来看原子核外的电子,其实电子的分布是很奇怪的,它并不是有固定轨道的,“固定轨道”其实是经典物理学的观念,但跟实验根本没有办法拟合。
电子实际上是呈现电子云的形式,是一种概率的体现。意思是说,电子在某一刻具体在哪我们是不知道的,我们只知道它在某个概率是多少。也就是说,电子实际上是同时存在于这些位置的,又同时不在这些位置。到底在不在,完全取决于你的观测。我们也管这个叫做:叠加态。
物理学家薛定谔原本是量子力学的奠基人,但是它对这个理论是没办法接受的,他觉得他诡异了。后来,他就提出薛定谔的猫来刁难量子力学哥本哈根学派的科学家们。在薛定谔的猫中,猫就处于又活有死的状态,这其实就和电子的诡异行为有异曲同工之妙。当然,薛定谔的猫其实存在着很多问题,这里就不过多探讨了。
不仅薛定谔,爱因斯坦也曾是量子力学的奠基人之一,但是他也觉得这个叠加态太诡异了。于是,爱因斯坦也占到了量子力学的反面,一直和哥本哈根学派的领袖波尔进行论战。
在一次大会上,他就说到:上帝不掷骰子。其实讽刺的就是叠加态。而波尔则反击到:爱因斯坦,不要指挥上帝该如何做。
很多人其实都无法理解所谓的叠加态。我们来举一个并不算恰当的例子,帮助你理解,***设你是一个微观粒子,那在某一个时刻,其实你都不知道你自己会在哪,你好像会出现在所有的位置,又好像不在所有的位置,总之,你自己都是迷糊的,更不要说下一秒你会出现在哪了。这和我们的宏观世界的“确定性”是完全不一样的。
但如今的实验告诉我们,实验的结果更偏向于“叠加态”的结果。这也是为什么量子力学可以成为主流科学理论的原因。也就是说,自然界是存在这各种“不确定性”的现象,而我们对此无能为力,并不存在一个绝对的真理。
[免责声明]本文来源于网络,不代表本站立场,如转载内容涉及版权等问题,请联系邮箱:83115484@qq.com,我们会予以删除相关文章,保证您的权利。转载请注明出处:http://www.humansandhaikus.com/post/5900.html