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结构的稳定性

小学 · 技术与工程 · 模拟器 · 5–6 年级

在实验室中打开

这是模拟,不是实验。下面的画面用来帮你想明白原理;真正学科学要动手做 —— 本页附有「真实实验怎么做」,照着做一遍才算学会。

知识点 · 要点

  • 三角形是最稳定的基本形状:三根杆钉成三角形,无论怎么推,它都不会变形(只会整体移动)。
  • 四边形没有这个本事:一推就歪成平行四边形 —— 所以门窗框都要加一条斜撑,把它变成两个三角形。
  • 物体会不会倒,看重心的竖直线有没有落在支撑面内:落进去就稳,越出去就越危险。
  • 自检:把底宽调小、重心调高,临界倾角必须变小;把底宽调大、重心调低,临界倾角必须变大(临界角 = atan(底宽÷2 ÷ 重心高))。

真实实验怎么做

安全提示:用图钉扎吸管时垫在桌面上、针尖朝下扎,手指避开;吸管接头的毛刺不要用手抠。
  1. 器材:吸管(或小木棍)+ 图钉(或橡皮泥接头)若干。
  2. 用四根吸管钉成一个四边形,推一推 —— 它会歪。
  3. 在四边形上加一根斜撑,变成两个三角形,再推 —— 推不动了。
  4. 再用积木搭两座塔:一座底宽矮胖、一座底窄细高,放在桌上推一推,看哪座先倒。
  5. 想一想:为什么花瓶底下要做那么宽?为什么高柜子要固定在墙上?

拓展延伸

  • 塔吊的底座下面往往压着几大块混凝土配重 —— 那就是在把重心往下压、往外扩。
  • 不倒翁怎么推都不倒,是因为它的重心极低,而且推动后重心会自动回到最低点。
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