您当前的位置:第六章 >>第一节 认识常见的结构

     案例分析: 人们从自然界结构中得到的启示

     1. 苍耳子与尼龙搭扣

     始载于《神农草经》,原名呆耳实,列为中品。《本草纲目》列入草部陉草类。李时珍说:"苍耳叶青白,类粘糊菜叶。秋间结实。比桑椹短小而多刺。"从《政和本草》、《本草纲目》所附原植物图来看,均与现今所用苍耳特征相符。

     据说瑞士发明家乔治喜欢带着狗外出散步,有一次散步回家,发现自己裤腿上和狗身上都粘满了一种草籽。草籽粘在狗毛上很牢,要花一定功夫才能把草籽拉下来。乔治感到很奇怪,他运用了敏锐的观察力,用放大镜仔细观察这种草籽。终于发现,草籽的纤维与狗毛是交叉在一起的,他想,如果采用这两种形状的结构不就可以发明一个搭扣吗?从此,人们的生活中多了一个好帮手--乔治发明的尼龙搭扣。今天,我们穿的鞋有的就是用尼龙搭扣扣上的,背的书包有的也是用尼龙搭扣扣上的。

     2. 鸟与飞机

     要知道飞机起飞的原理,先要知道流体力学中的一个基本原理:流速与压力成反比。根据伯努利原理,在水流或气流里,如果速度小,压力就大,如果速度大,压力就小。即空气流动得越快,空气的压力就越小,反之亦然。我们来看飞机的机翼构造。原来,飞机的机翼的上下两侧的形状是不一样的,上侧的要凸些,而下侧的则要平些。

     当飞机滑行时,机翼在空气中移动,从相对运动来看,等于是空气沿机翼流动。由于机翼上下侧的形状是不一样,在同样的时间内,机翼上侧的空气比下侧的空气流过了较多的路程(曲线长于直线),也即机翼上侧的空气流动得比下侧的空气快。根据流动力学的原理,当飞机滑动时,机翼上侧的空气压力要小于下侧,这就使飞机产生了一个向上的浮力。当飞机滑行到一定速度时,这个浮力就达到了足以使飞机飞起来的力量,于是、飞机就上了天。

     那么怎样使空气高速流过机翼呢?这就需要飞机有一个较大的相对于空气的速度,于是人就发明了螺旋桨和后来的喷气发动机,它们都能使飞机产生向前的运动,于是空气与飞机就有了相对运动,相对速度产生了。因此,过去航空母舰上的飞机为了在较短的跑道上起飞,通常是调整航空母舰的航向,使飞机迎风起飞,这样可以获得较大的机翼空气流速,使起飞距离缩短。当然,现代的航空母舰上加装了起飞"弹射器",其作用也是为了获得较大的机翼空气流速。




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