三角形是最穩固的形狀嗎?

生活中,我們見過很多應用三角形的,比如著名的埃及金字塔、自行車中框、起重機、屋頂、三角形吊臂、三腳支架等等。知道為什麼要設計成三角形嗎?這裡面是有科學道理的,因為三角形是最穩固的形狀。這是為什麼呢?我們先不擺大道理,先用一個小實驗來進行說明:

材料:準備兩組木條,第一組木條,三根。第二組木條,四根。

步驟:1.將第一組的三根木條把每兩根都用釘子釘起來,這樣組成一個三角形,然後我們用力朝外拉動這個三角形的每一條邊,無論你怎麼用力拉都拉不動。在這個過程中,組成三角形的木邊,即使被拉彎,但是三角形的形狀還是不會變的,三角形的三個角也不會變的。

2.將第二組的四根木條,也是把兩根都用釘子釘起來,這樣組成一個四邊形,然後我們也是用力朝外拉動這個四邊形的每一條邊,這時,四邊形很容易就被拉動變形,四邊形的四個角是很容易改變的。

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3.再用一根木條把四邊形的一對頂點用釘子頂起來,四邊形就變成了兩個三角形。這時你再用力拉,便又拉不動了。

以上實驗說明,三角形具有穩定性的特徵。其背後的科學道理又是什麼呢?

因為三角形的每條邊只對應著一個角,並且邊的長度決定了角的大小。我們再來看看四邊形以及多邊形,其中任何一條邊都對著兩個或者兩個以上的角的大小。我們只要保證兩個或者兩個以上角的和不變就好。 因此,是很容易發生變形的。而三角形的每條邊只對應著一個相應的角,具有唯一性。因此,三角形是最穩固的形狀。因此,在力學上也就最穩定。

因此,我們一開頭說的那些,便是三角形穩固性這一特徵在生活中的應用。三角形在生活中的應用非常多,還遠不止這些,像斜拉索橋、衣架、上海東方明珠電視塔、法國巴黎的埃菲爾鐵塔等等。但是三角形飛機,你聽說過嗎?2001年,俄羅斯就新發明了一款名為「克魯伊茲」的三角多用途飛機。這種飛機整個機身呈三角形,非常小巧,因此飛行員可以靈活地變換各種飛行角度。別小看這種三角形的飛機?它還能展現特技,漂亮地完成各種高難度動作。不僅能像一般飛機那樣載客,還能為農田施肥噴葯,監護電線路、林場、石油管道等等。

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三角形是最穩固的形狀,那麼哪種三角形的穩固性要更強呢?答案是等邊三角形。因為等邊三角形的三邊相等,當受到拉力或者壓力時,三條邊均勻的把力分出去。受力均勻才能更加穩定啊。

圓周率π是祖沖之提出的。祖沖之推導圓周率π的時候,就是剪掉正三角形三個角,使之成為正六邊形,然後再剪去六個角,使之成為正十二邊形……如此往下推導,最後接近圓形求π。當最後接近圓形時,分散外力的性能便更好,到圓形時,達到最佳。

作者:王懿

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