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如果想要維持幾何結構平衡,重力分布必須保持一致
2023/05/06 09:50:40瀏覽22|回應0|推薦0

在一個倒L型幾何結構的橫樑上,把120公斤的重物放在橫樑尾端,可以讓這個幾何結構保持平衡不倒,是因為重力分布和幾何結構的動態平衡一致,保持結構不倒。

主持人尼格買提:「這是要玩什麼?」

主持人撒貝寧:「看到這個裝置了嗎?」

主持人尼格買提:「它也是個平衡結構。」

主持人撒貝寧:「我要給大家介紹一下,我們這個道具,木板呈45度角斜立在台上,長度3米100公斤重,而橫樑是3米6長122.5公斤重。」

這是個幾何結構的平衡實驗,要請大家想一想,如果橫樑上要放120公斤的重物,放在哪個區塊,才能不破壞平衡。可是哪兒能找到120公斤的東西,沒辦法,只能從現場觀眾裡選擇。

主持人撒貝寧:「上人體秤對,這是人體秤嗎?」

現場觀眾:「哈哈全站儀哈哈。」

主持人撒貝寧:「這個明明是,這是菜市場用的啊。」

主持人尼格買提:「呵工業內視鏡呵呵。」

主持人撒貝寧:「這是用來秤土豆(馬鈴薯)的,妳介意嗎。」

現場觀眾李小凡:「我不介意。」

主持人撒貝寧:「來上來吧。」

為了確保實驗的正確性,兩位實驗者要先測量體重,確認無誤後,才能展開實驗,不過這次從觀眾中挑人選,讓主持人很不是滋味。

主持人撒貝寧:「我覺得導演組這樣很不好,以後請你們告訴我,如果實驗是需要一個男孩,一個女孩一塊兒做的,我願意。」

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好了,別演了,趕緊看實驗的結果比較重要。紅色和黃色這兩個區域,究竟站在哪一區才不會破壞這個幾何結構的平衡。

主持人撒貝寧:「吊點脫扣,先別動別動,你們倆最好別動,知道有個詞叫樂極生悲不,(呵呵呵)好現在兩個吊點,已經完全脫離,小尼和小凡完全依靠重力平衡,處在現在這個平衡裝置的紅色區域。」

紅色區域沒有問題,現在要請橫樑上的兩人移動腳步,慢慢挪到黃色區域,驗證結果。

主持人撒貝寧:「三二一開始,慢一點,對你倆一定要保持默契。」

只是稍稍移動腳步而已,沒想到這個幾何結構馬上失去平衡,應聲而倒,還好橫樑上的兩人安全措施做得很RTK定位扎實,隨著鋼絲拉到半空中,才沒有受到傷害。

中科院物理所研究員曹則賢:「這個結構給我們大家演示的,是一個幾何結構的平衡問題,它有很大的自重,當兩位(實驗員)把腳落在頂端的時候,底部支撐它實際上力矩是平衡的,上面的兩位,更加地走近我們的支撐點的時候,整個重力的分布應該是,朝我的這樣一側,超出了我們這個體系的動態平衡範圍,它也就塌了。」

這是一種自體支撐的結構,從古自今有很多例子,像是座落在南京的無樑殿,以及10月通車的港珠澳大橋都是有名的建案,儘管裡頭涉及很多複雜的結構計算,只要把握重力和平衡原則,就能避免類似剛剛失敗的情況,在現實生活中發生。

經緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。測量時,將經緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上,用水準器將儀器定平,用望遠鏡瞄準測量目標,用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀;按讀數設備可分為光學經緯儀和游標經緯儀;按軸系構造分為複測經緯儀和方向經緯儀。此外,有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數的編碼度槃經緯儀;可連續自動瞄準空中目標的自動跟踪經緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨立測定地麵點方位的陀螺經緯儀和激光經緯儀;具有經緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經緯儀;將攝影機與經緯儀結合一起供地面攝影測量用的攝影經緯儀等。經緯儀是一種廣泛使用在地形測量、工程及礦山測量中的光學經緯儀。主要由水平度盤、照準部和基座三大部分組成。

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