桥的横梁的科学原理(从拉面到斜拉桥)
超模君最喜欢的就是公司楼下海底捞火锅面。
不仅是面确实好吃,更重要的是因为海底捞拉面小哥的技艺十分精湛!
提臀、收腹,只见拉面小哥化身蹦迪达人,在旋转跳跃中舞动拉面。
一顿猛如虎的操作之后,拉面被优雅地分段,下锅。
虽然拉面的种类纷繁多样,但所有的拉面的师傅都有一个共同的目标:拉出又长又弹的拉面!
而站在拉面界顶峰的是这个叫做厉恩海的男人!
作为拉面界的的王者,我国的厉恩海曾四次获得四次吉尼斯世界纪录,他曾用1公斤面粉拉出200万根拉面,总长度达2650公里。
给他一袋面粉,他能绕地球三圈半!
而藏在这神之操作背后的却是一个简单的物理原理——杠杆原理!
和面的秘密想要参透拉面背后的奥秘,首先要走进拉面的世界。想要劲道的拉面,首先得在和面上下功夫!
之所以面粉在加水后能变成弹性的面团,是因为面筋蛋白的存在。
面筋蛋白在遇水后能膨胀成网状结构,由原来的无序结构转变成有序结构,让整堆面粉融合成一个面团。
就像一堆随意摆放的建筑材料转变成焊接成型的钢筋骨架一样,整个面团一下子就变得立体,有韧性起来!
有趣的是,如果不断地对面团进行摔打,揉搓,就会加速面筋蛋白重组成网状结构。
所以刚开始时面会比较黏手,随着不断的揉搓,网状结构越来越多,面团会越来越弹,越来越劲道!
也正是网状结构的存在,使得面条在被拉扯的过程中不会轻易中断,拉面小哥才敢在面条上彻底放飞自我。
拉面的受力分析
具有“网状结构”的面条准备好了,下面就是拉面小哥的个人秀时间了。
短短一分钟,拉面小哥就可以用拉面凹出各种造型,有旋转乾坤式,倩女勾魂式,大鹏展翅式等,简直是一场视觉盛宴!
但万变不离其宗,面条的状态可以根据是否在运动分为静止状态和运动状态,下面我们来逐个分析。
①静止状态
超模君发现,面条在拉面师傅手中静止时无非就两种状态,一种是水平拉直、一种下垂成“U”型。
我们先对第一种情况做受力分析:
拉面师傅在把面拉长时,拉面会像皮筋一样伸长。由于重力的存在,面条会微微下垂。
这样拉面与人的双臂之间就形成了杠杆系统,就像衣架把衣服撑起来一样,只要小哥的手拉得足够开,拉面也会足够长。
当拉面小哥双手靠近时,面条处于自然的“U”型。
此时的拉面处于自然下垂的状态,只要面条足够弹,基本不用担心形变。
②运动状态
面条运动时的形态千变万化,如果超模君把每一种形态都分析一遍,出篇论文也写不完。
但万变不离其宗,拉面所有的复杂运动不过都是抛出去拉回来的过程,我们可以统一看成飞抛运动。
这种情况与静止时的第一种情况类似,手臂与拉面之间也可以看成一个杠杆系统。
虽然这个杠杆系统是在运动中的,力的方向也是在不断变化的,面条伸长的程度依然取决于拉面小哥的手臂。
现实中,面条的质量,手法等因素都会直接影响面条的极限长度,所以拉面小哥也不敢放肆地随意扯面。
可以想象,只要你的面足够劲道,手法足够好,你就可以拉出超长的面条,当然这个难度是非常大的!
一般的拉面师傅可以拉出上千米的拉面,而“拉面大王”厉恩海用一公斤面粉就拉出了两千多公里的拉面,可见其手法有多精湛!
这位拉面大师的厉害之处在于,他几乎使得拉面的每一点都受力均匀,以至于他能够拉出像头发丝一样细的拉面!
拉面的运用早在公元前3000多年,这个世界上还没有拉面的时候,古埃及人已经运用杠杆的原理设计出了具有斜拉结构的帆船,他们还把帆船纪录在陶片上。
可人类不会这么轻易认输!很快,各种类型的桥就被发明出来了,其中比较有名的就是基于杠杆原理的斜拉桥!
最原始的斜拉桥
在经历无数次的改进之后,现代的斜拉桥已经趋近完美,桥身、主塔、斜拉索三部分主要结构使得桥体在承重之外,还有跨越超长距离能力。
可以足够长!这谁不喜欢。斜拉桥凭着这项本事成为河面,峡谷上的常客。
斜拉桥的造桥技术的衡量标准之一是主跨,指的是两座主塔间的长度。
世界上最长主跨的斜拉桥是俄罗斯岛大桥,大桥主跨度1104米,堪称斜拉桥之最。
俄罗斯大桥
你以为到这就结束了,太天真了!除了斜拉桥,连航空母舰也不能逃离杠杆原理的支配!
船锚是船非常重要的一部分,没有船锚的固定,经不起风浪的船说翻就翻。
每当航母停靠在岸边时,又粗又长的船锚会被射向水底,航母就稳稳地定在了水面上。
当航母在海浪的推力下滑动时,船锚就紧紧地拉着航母不放,此时水面、船身、船锚之间就形成一套完整的杠杆系统。
就如同拉面需要面条韧性一样,船锚的强度同样是稳定航母的关键。
一般轮船的船锚都重达几十吨,而航母的船锚可达两百吨,锚链比成年男性的腰还粗!
毕竟航母的重量都在3万吨以上,不整点粗的还真拉不住。
从吃拉面到造斜拉桥,再到航母抛锚,没有人能离得开杠杆原理,就连蜘蛛侠也要靠杠杆原理飞檐走壁。
俗话说不会造桥的拉面师傅不是好水手!
如果逛街时遇到了手艺了得的拉面师傅,赶紧坐下点一碗拉面,每一口都是科学的味道!
转自 超模君
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