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雨傘構造中包括的奇妙的力學原理,您了解嗎?

雨傘構造中包括的奇妙的力學原理,您了解嗎?

早在4000年前,中國就現已發明晰傘?!妒酚洝酚涊d,最早的傘叫蓋,原文為:五大夫之相秦也,勞不坐乘,暑不張蓋。其間的蓋字,指的即是傘,是避暑用的。還有比如:孔子將行,雨而無蓋。這兒說的即是雨傘了?!秱阄镉浽础氛f到,古時的傘最初多為絲帛制做,紙發明后便呈現紙傘,宋代稱為綠油紙傘。后來工藝傘是我國民族工藝品中的一朵奇葩。其傘骨是精選的淡竹,經復雜的手工使傘面收攏又恢復成一支天然竹節。傘面有油紙,花邊,綢作原料,圖案形式可分為刷花傘,繪畫傘,繡花傘。它們又各自形成了獨特的藝術風格,各有獨到的妙處。不只用來擋雨,也用來遮陽。而且,傘的巨細還可以顯現位置。

雨傘

雨傘是日子中不行缺少的物品,用來遮風、擋雨和防曬。從構造上雨傘可分為手動式、半主動式和全主動式三種。手動式雨傘的開、合都需求人工手動來完結。半主動雨傘可主動翻開,收起則需人工完結。全主動雨傘的開、合均可主動完結。其間,半主動雨傘是最常見的一種,其構造如圖1所示。

圖1 雨傘的構造

雨傘的主體構造由傘柄、傘骨、傘面三有些構成。傘柄是雨傘的主心骨,對雨傘全體起支撐效果。傘骨支撐整個傘面,負責傘面的開合。傘面則起著擋雨遮陽的效果。

傘柄上有一根強力緊縮繃簧,雨傘恰是依托它強壯的彈力將傘面撐開的。但是,仔細觀察咱們會發現,繃簧的兩頭均不固定,其本身可沿著傘柄全體上下滑動,繃簧在撐開雨傘的一起,將本身也舉了起來。試想,繃簧本身是有分量的,傘面和傘骨也有分量,為何繃簧不光能戰勝本身的分量,還能戰勝傘面和傘骨的壓力將本身舉起,將雨傘撐開呢?乍一看,這好像違反了萬有引力定律。在重力的效果下,繃簧怎么可能自舉呢?

雨傘構造看似簡略,本來它里邊包括了奇妙的力學原理,現具體剖析如下。

雨傘具有傘柄呈附近放射狀對稱的構造,咱們沿一對兒傘骨畫出雨傘的縱剖面圖,如圖2所示,圖中字母標記的各點均由鉸鏈銜接。

圖2 雨傘縱剖面圖

假定傘面、傘骨和繃簧的等效總分量為G,如果雨傘共有n根傘骨,則每根傘骨遭到的壓力相當于在圖中的M、N兩點別離掛了一個分量為G/n的重物。

為了便于剖析,將上圖做進一步簡化,如圖3所示。將假定的重物移到A、B兩點,這么就可以只思考傘骨的縱向效果力,而不用再思考傘骨的橫向應力了。

在M點懸掛G/n的重物,相當于在A點掛了G/n的重物,此改動關于繃簧受力來說是等效的。


圖3 雨傘縱剖面簡化圖

此刻,繃簧處于緊縮狀態,設彈力巨細為F。F一起效果于C點和D點,方向如圖3中所示。F在C點沿傘骨CA、CB方向分解為F1和F2兩個力,在D點沿傘骨AD、BD方向分解為F3和F4兩個力。


因為 ,所以F1 F3。

F1、F3沿傘骨CA和DA傳遞到A點,F2、F4沿傘骨CB和DB傳遞到B點。先對A點進行受力剖析,A點受力狀況如圖4所示。(圖中,F0為OA段傘骨對A點的拉力。)

圖4 A點受力求

將A點遭到的四個力別離沿水平緩豎直方向正交分解。(設,水平方向向左為正方向,豎直方向向上為正方向。)

雨傘要想撐開,A點有必要向左上方運動,所以請求A點水平緩豎直方向的力均大于零。

B點受力剖析與A點一樣。

雨傘在撐開的過程中,繃簧逐步伸長,C、D兩點沿傘柄向上移動,傘骨AC和BC由挨近豎直變為水平方向。

繃簧長度的改變規模,最初為(AD-AC),終究為:

所以,請求繃簧有必要具有彈性量S,而且其頑強系數要足夠大。

理論上,雨傘合攏后,一切傘骨都是豎直的,、、均為0。此刻,F不管多大都無法撐開雨傘。而實際上,雨傘盡管合攏了,A、B兩點不行能徹底落在傘柄OD上,所以,傘骨不行能徹底豎直,只需F初始值足夠大,就可以將雨傘翻開。

由以上剖析可見,傘骨和繃簧構成的特別構造是繃簧可以自舉,雨傘可以撐開的關鍵所在。傘骨和傘面盡管對繃簧產生了壓透明傘是近些年開始流行的,受到年輕女性們的喜愛,在國內外的電影電視劇中,許多女主角紛紛打著透明傘出現,比如美劇《緋聞女孩》在第三、四季中女主角Queen B和Queen S各自打著把晶瑩剔透、仿似氣泡一般的透明鳥籠傘在街頭歡聚,給大家留下了深刻的印象。透明傘的顏色有多種,常見的是純凈無色透明的,此外還有藍色、綠色、紅色、粉色、黃色、紫色等等,還有的透明傘上印著個性時尚的圖案,增加了時尚氣息與趣味性,款式有直桿的、折疊的等。這種傘的傘面大多是用薄薄的塑料制作的,容易損壞,價格也便宜。力,但一起也給了繃簧以支撐,只需繃簧的彈力足夠大,就能將本身舉起,將雨傘撐開。


文章來源:折疊傘廠家 www.

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