为什么埃菲尔铁塔对地面的压强那么小?

Question

为什么埃菲尔铁塔对地面的压强那么小?

Answer 1

对于大多数工程师来说,流体力学和固体力学的原理如同油和水不相容.但是最近美国杜克大学的工程师提出,这些不同的力可以并存于同一理论.研究人员以树木为例,树主主要疏运水分到树干、树叶等各部分,树木的结构会方便水从地面疏运.大自然这个伟大的“工程师”,在设计树木结构时候,不仅要考虑到让树木本身最大限度地流动水,同时还要适应自然世界的需要,要承受来自外界的力,比如风.世界著名的建筑埃菲尔铁塔也与树木有类似的地方.埃菲尔铁塔是巴黎的标志之一,它和纽约的帝国大厦、东京的电视塔同被誉为西方三大著名建筑.它被誉为19世纪世界上最伟大的土木工程之一,体现了外在美和内在美的统一.同树木一样,埃菲尔铁塔要“疏运”力到各个部分,同时也要考虑来自外界的力量.研究表明,这个重达7000多吨的铁塔对地面的压强每平方厘米只有4公斤,和一个人坐在椅子上的压强相当.
树木与埃菲尔铁塔都遵循了构造理论,这是由美籍罗马尼亚科学家Bejan在2O世纪9O年代中期首先提出的.构造理论是一种最优设计方法,它从系统的基本单元结构开始优化,之后再将这些经过优化的最小单元结构通过优化逐级组合起来,一直到满足设计要求.