三角形的物體
什么東西可以表明三角形是有穩定性的?
列舉一個日常生活中最簡單的例子吧!四條腿的橙子,很難放平穩。
三條腿的東西任意放在不平的地面都能穩定。
古人造鼎只有三足,就是取其穩定性,這就是“三足鼎立”的來由!
我們使用磁力棒玩具可以證明這一點。
制造一個四邊形,施加壓力,很容易變形,制造一個五邊形,施加壓力,也很容易變形,制造一個三角形,十分穩固。
三角形是唯一的剛性的二維結構。
與正方形、五邊形和高階多邊形不同的是,三角形不需要在節點處施加力矩來維持形狀。
它們的強度完全取決于構件的軸向剛度。
換句話說,如果你不改變三角形邊長,就不能改變它的形狀。
如果你對一個三角形的頂部施加壓力,它會把這個力平均地并且直接地分配到另外兩個點上。
這是唯一能做到這一點的平面形狀——其他任何形狀都不能直接分配使它們在節點處受到的力。
最堅固的三角形是等邊和等腰,它們的對稱有助于重量的分布。
然而,其他形狀可以通過使用三角形對其內角進行硬化處理。
當足夠多的內角以這種方式固化時,整個多邊形就變成了一個三角形,并變成剛性的。
看上圖,左邊的六邊形很容易變形。
同樣的六邊形加上三角形固定,這個六邊形被加固了,不易變形。
也因為此,三角形在建筑里隨處可見。
一個例子是埃及的金字塔。
構成金字塔的四個三角形邊都是等邊三角形。
這些都是三角形建筑力量的例子,因為金字塔已經矗立了4000多年。
上圖這個橋墩使用了無數的三角形來獲得強度。
