生活中的物理-为啥桥都设计成凸形的?

2015-08-09 8:49:09 暂无评论阳光倾城常识科普 1,062

桥是不是不应该设计成拱形向上的，而应该设计成凹形的为好。由于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一端。可是拱形向上的桥却没有这个优点。
桥设计成向上的理由，是由于汽车经过桥中部时，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
由上述两个式子可见，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，为了汽车能借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？