凹好?凸好?
茜露想象能力很强,比如,她觉得桥不应设计成拱形向上的,而应该设计成凹形的为好。因为汽车在向下行驶之前具备一定的势能,这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那端。可是拱形向上的桥却没有这个优点。你说,她讲的有没有道理?
**答:**桥设计成拱形向上的理由,是因为汽车经过桥中部的时候,桥所承
受的压力较小;而相比之下,凹形桥承受的压力较大。
由于汽车经过一个弧形的时候,需要有一个向心力 F,它是由重力 Mg 和支承力 N 合成的。
在拱形桥:F=Mg-N ∴N=Mg-F 在凹形桥:F=N-Mg ∴N=F-mg
由上述两上式子可见,拱形桥的 N 较小,N 是桥对汽车的支承力,其大小等于汽车对桥的压力。所以拱形桥对桥的结构强度设计上有利。至于茜露的理由是对汽车而言,为了汽车能利用势能节约一点汽油,反而改变桥的设计,这岂不是本末倒置了吗!