摘要:
树木的茎的横截面积为圆形,它的茎相似于圆柱。树圆柱体的茎可以帮助更好地支撑树木,不受风的影响。
引言:
在观察自然的过程中我发现,我所看见过的所有树的树干,即树的茎的形状都近似于圆柱,其横截面都为圆,并且横截面积上下变化较小。这种结构有什么优点,对树木的生存有什么帮助,我决定进行探究。
关键词:
圆柱体风力支撑力
在之前的学习中我了解到,茎的主要作用为支撑植物,以及运输水、无机盐、有机物等物质。运输营养物质主要通过韧部中的筛管与木质部中的导管,与茎的形状并没有太大的关系,并且与树木相同,电线杆也为圆柱体,所以我猜想,茎的横截面呈圆形可能是为了更好的支撑树木。但又为什么是圆而不是具有稳定性的三角形呢?为此,我查阅了有关资料发现,在横截面积相同的立体图形中,横截面为三角形的柱形(即三棱柱),在竖直方向上能承受最大的力,但能承受的水平方向的力会小于圆柱体。这就有了答案,在自然界中,能影响到树木,使树木倒下的最主要因素是风,风对树木的力是水平方向上的而非竖直方向,并且树有着巨大的根系与大地相连,重心极低,竖直方向的力很难将树压倒下,所以树木只需要能够在水平方向上承受较大的力而不用多考虑竖直方向。除此以外,圆柱体的茎受到风力弯曲形变时,无论往哪一个方向弯曲,由于圆特殊的对称性,茎受到的阻力大小都相等,而三棱柱就没有这个优点,受到某些方向上的风时容易倒下。所以树木的茎的横截面积为圆形,它的茎相似于圆柱。在网上寻找答案后,也的确是这样。因此,我得出结论,树圆柱体的茎可以帮助更好地支撑树木,不受风的影响。
在探究活动中,我不仅得到了想要的答案,还得到了一些启示:
(1)在建筑设计中,可以合理利用圆柱体与三棱柱的优点,来设计一些建筑,例如:将电线杆设计为圆柱体;一些承重柱设计为三棱柱等等;
(2)大自然的处处细节中都蕴藏着真理,我们要善于发现、善于思考,去探索这些未知的道理;
(3)探究过程中可以进行合理的推理,但推理必须建立在已知事实的基础上,不能信口开河。
大自然中还有无数的道理,我们的探索远未结束。
牌头镇初级中学周佳宁
小白话农科
编辑|沈雁罗煜
审核人|何志成
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