比萨斜塔为什么是斜的

为什么比萨斜塔是斜的?比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼 。这座塔有18层楼房那 么咼 , 塔的形状像圆柱 , 共有八层 , 全部是用大理石建成的 。塔的里面有 像螺丝转一样的螺旋形状的楼梯 , 顺着梯子上到塔顶 , 便可以看到比萨城 的全景 。为什么会出现这种倾斜的现象呢?比萨斜塔之所以会倾斜 , 是由于它地基下面土层的特殊性造成的 。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层 , 由各种软质 粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成 , 而在深约一米的地方则是地下水层 ,  因此土质在建造时便已经沙化和下沉 。从塔建成到现在 , 许多年过去了 , 塔身 不断地向外倾斜 , 有增无减 , 所以后人就把它叫做“斜塔” 。意大利比萨斜塔为什么是斜的比萨斜塔为什么倾斜了几百年都不倒?这符合力学原理吗?1、受力分析如下图 。斜塔受重力 , 以及地面的约束力 。斜塔的地基是插入地面的 , 周围土壤对地基有四面八方的约束力 , 如红色部分 。这些四面八方的力 , 可以等效为水平方向和竖直方向力的分量 , 以及一个力矩 。2、倒塌分析从力学上来讲 , 只要固定端(即插入地面端)的约束力足够 , 即使斜塔90°也不会倒下来 。力学上 , 水平状态的 , 我们叫它悬臂梁 。假设斜塔90° , 就类似于悬臂梁 。3、倒塌与否于重心投影点位置无关正如前面所说 , 只要约束力足够 , 斜塔自身强度足够 , 斜塔成水平 , 也不会倒 。那么斜塔倒塌到底取决于什么?取决于固定端约束力!也就是地基周围的土壤对地基的作用力 。地基越深 , 作用力越大 , 也就越不容易倒 。如果地基深度给定 , 那么就取决于土壤的性质 。显然沙土更加容易倒 。把土壤尽量压实 , 就不容易倒了 。4、斜塔自身的强度问题斜塔本身材质决定了斜塔塌不塌 。对于这种一段固定的结构 , 固定端承受着较大的弯矩 。具体表现是一侧受拉 , 一侧受压 。通常材料都是抗压不抗拉 , 所以斜塔受拉的一侧比较容易发生拉伸破坏 。当然 , 当前斜塔并不是很倾斜 , 受拉一侧的应力没有达到材料的承受极限 。未来 , 假如斜塔继续倾斜 。由于地基深度 , 土壤性质 , 我们无法改变 。只能对斜塔自身进行结构加强 。比如在受拉的一侧 , 加装抗拉的钢铁材料等 。总结综上 , 斜塔不倒 , 是因为斜塔固定端的约束力足够大 , 斜塔自身的强度也满足要求 。与重心投影点并无太大关系 。rr比萨斜塔位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上.古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比 , 重者下落快 , 轻者下落慢 。由于亚里士多德的威望太高了 , 就像现在由于陈家沟陈式太极拳正宗传人齐庆典、倪世清、陈炳、专家、央视都说过闫芳推手是假推手真行骗 , 因而使大多数人都非常相信闫芳是大骗子一样 , 自亚里士多德断言算起 , 1800多年内 , 人们都把亚里士多德的这个断言当作真理而坚信不移 , 谁有少许怀疑 , 都会遭到大众群起而攻之 。直到16世纪 , 伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾 。伽利略通过“比萨斜塔试验” , 用事实证明 , 轻重不同的物体 , 从同一高度坠落 , 加速度一样 , 它们将同时着地 , 从而推翻了亚里士多德的错误论断 。这就是被伽利略所证明的 , 现在已为人们所认识的自由落体定律 。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例 , 为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证 。伽利略的这个历史性的著名实验 , 让比萨斜塔因倾斜而名扬世界 。(待续)比萨斜塔虽然本身歪斜形象不佳 , 却因伽利略的自由落体实验成了真理战胜歪说的见证者 。比萨斜塔的重心因塔身倾斜而水平移动了一米多 , 为何六百多年来却能一直挺立着不倒塌呢?(待续)难道比萨斜塔是为了等到现在能够警示人们不要错误地质疑闫芳推手吗?显然不是 , 因为比萨斜塔不可能认识闫芳 。但大家既然提到了比萨斜塔 , 就不要忘了曾经独一无二的大哲学家亚里士多德也曾说过后来让人觉得多么可笑的话 。比萨斜塔虽然倾斜的得十分严重 , 却始终未倒 , 说明比萨斜塔一直能够保持平衡 , 也就是说比萨斜塔所受的各个外力的作用效果抵消了 , 合外力和合外力矩都为零 。这也就是说:比萨斜塔之所以倾斜而又没有倒 , 是因为比萨斜塔所受合外力和合外力矩都为零 。有人认为比萨斜塔受力分析如下(如图所示):“斜塔受重力 , 以及地面的约束力 。斜塔的地基是插入地面的 , 周围土壤对地基有四面八方的约束力 , 如红色部分 。这些四面八方的力 , 可以等效为水平方向和竖直方向力的分量 , 以及一个力矩 。”我认为他对比萨斜塔的受力分析显然是错误的:1、他认为“ , 周围土壤对地基有四面八方的约束力 , 如红色部分 。这些四面八方的力 , 可以等效为水平方向和竖直方向力的分量”是错误的 。他的受力分析等于认为比萨斜塔受到的合外力含有水平分量 , 那么比萨斜塔岂不是要做水平方向的加速运动了吗?显然比萨斜塔并没有水平加速运动 , 而是静止不动 。2、即便依照他对他所选取的研究对象进行受力分析、存在土壤约束力矩M , 土壤约束力矩M的方向也是错误的 , 比萨斜塔会顷刻倒地 。实际上 , 我们可以把比萨斜塔的塔身本体、塔基、塔基连带体以及塔基上面的土壤看成一个整体 。周围土壤疏松 , 周围土壤对塔整体的约束力作用相对说来非常小 , 可以忽略不计 。这个塔的整体保持静止 , 所受合外力必然为零 。与这个塔的整体发生相互作用的物体有地球和其它天体 。由于地球之外的其它天体距离塔整体太遥远 , 致使它们对塔整体的万有引力可以忽略不计 。只有地球对塔整体有作用力 。地球对塔整体的作用力的合力为零 。地球对塔整体水平方向的合外力分量为零 , 竖直方向的合外力分量也为零 。竖直方向地球对塔整体施加一个竖直向下的重力G和竖直向上的弹力N 。重力G和弹力N大小相等 , 方向相反 , 作用在同一条直线上 。这时塔整体所受重力的作用线一重心线是通过支撑点的 , 支撑点位于支撑面内 。比萨斜塔不倒的条件是:1、塔整体的结构结实稳定 。2、塔整体的重心线穿过支撑面 。虽然这个问题明确了答案 , 但大家不要忘了闫芳被错误打假而蒙受冤屈的问题还没有解决 。希望大家不要也等到1800个年头之后才幡然醒悟 。


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