把肉拿出去曬的時候想到的,一根鋼絲,兩端是固定絞支座。肉如何掛才能使鋼絲在極限承載力之下掛更多的肉?

時間 2021-05-29 22:15:21

1樓:唐無忌

因為豬肉可以直接掛在繩子上所以假設載荷是q (x) 是合理的 (0 <= x <= 1),且關於x = 1/2 對稱。假設總載荷為m, 則,方向向下。

而且有假設小變形, 引起結構斷裂的為彎矩, 則強度條件為載荷顯然黎曼可積,故可以假設

此時有,

得到下面這個不等式

其中(因為q(x)是實的)設則有

我們希望上面不等式右邊的最小值最大, 故可以令觀察常數項,得到即此時

即載荷為均勻分部的時候可以承受的總重量最大。

2樓:和田玉大百科

這個都不用理論力學來分析,

初中數學就能告訴你答案:

兩組數乘積之和要想最大,就拿最大數乘最大數,最小數乘最小數;

如果想乘積之和最小,就倒過來:用最大數乘最小數。

所以,答案當然就是P1

3樓:羅慟羅

看到了好幾個人在推導方程,但是,真心不知道他們在算什麼!

本問題的關鍵在於鋼絲的變形,定兩支座間水平和垂直距離,給定鋼絲彈性模量,給定鋼絲長度和鋼絲延公尺質量,給定支座最大受力(鉸支座最大受力和鋼絲可恢復形變的受力比值不同答案會不一樣)。

在以上幾個引數具備的情況下,本問題轉化為在鉸支座前端鋼絲的角度問題和鋼絲曲線的問題。先選定懸掛方式,然後根據懸掛方式計算鋼絲形成的曲線,然後再端部分析角度。

最後,鋼絲兩端的鉸支座不太合理。

4樓:司馬雷人

可以簡化成這兩個模型,繩子最大拉力在兩端,總重力相同,只要比較兩個夾角的大小,夾角越大拉力越小,圖2夾角大於圖1所以第二種拉力較小。

5樓:丫仔

如果設彎曲變形不大的情況(好像是滿足線彈性?太久了,忘了),加上不考慮兩端的軸向的力,光看彎矩最大值的話,是p1(是兩端大個的那個)好,因為中點處彎矩小。再者,考慮到材料力學裡的強度理論,中點處p1彎矩小,剪力和p2一樣,同時截面積一樣,截面形狀一樣,還是p1的最大應力要小

6樓:

連限定條件都不足的題目,看大夥答的這麼不亦樂乎真是覺得很好笑,都是非機械類相關專業的文科生嗎?

這種問題軟體有限元應力分析一下不就秒殺了,壘萬字長文的也不知道是在秀些什麼。

7樓:

講真,鋼繩中間找根竹竿撐乙個。

小時候去姥姥家拜年,天氣好的時候院裡曬臘肉,一般都是左右兩邊撐桿,中間一根竹竿,然後就是掛臘肉;

左右兩塊支撐有點類似前段時間被扒營銷的某掛衣架,就是三根竹竿綁一起,頂端偏下拿根繩子扎一扎,撐開,三足鼎立狀;

手機打字,無圖,可以三把支撐架,三根掛杆,圍成三角形,應該能曬肉不少啊。

8樓:Mars

首先,我也就一語言系專科大三,也沒學過什麼專業物理,所以我的角度是從自己的看法分析。也就是所謂的馬氏解法,順便來一位大神來推翻我的想法。

首先力的作用是相互的,那麼我們是否可以在掛肉的同時讓力的相互作用減弱肉對繩子的拉力。

那麼我們是否可以在繩子上把肉掛成乙個網狀以減輕壓力,我畫得不好,你們自己把所有角度腦補成四十五度。

最重的肉在最後放下以對稱的方式,與其他繩子相交的地方打結(這樣可以在力的相互作用下減緩對頂頭繩子的拉力。可以不僅僅是兩塊肉額,越多打結的地方減緩頂部拉力效果越好)

因為女友出門了,我無聊看見知乎的推送我就隨便寫幾句了,所以呢,我的馬氏掛肉法要是不對的話,大家也就看看就過來

9樓:mze1981

簡單的力學分析,列出關於重力,拉伸,形變,拉力,彈力的積分公式,最後計算就行了。上大一的基本都能列出來解出來。不過我的直覺告訴我,掛最多的方式是把肉平分,分別掛在兩端出。

數值應該接近這段鐵絲斷裂極限的兩倍。話說回來,你們高一物理都白學了麼?計算用積分,推導致需要受力分析啊

10樓:poilock

學過初中物理,並且還能記住一些的人就肯定能看懂的答案。結論是第一種在達到極限承載力之前可以承載更多的肉。

將鋼絲換成了理想的物理模型細繩,並考慮離散的情況。

我是在紙上寫的,字很醜,但是應該可以看清。

其中需要通過觀察得出的那個結論,前提是繩的長度及懸掛的兩點距離一定。這個結論可以說是一種物理的感覺,也可以通過自己動手做個小實驗來得到,具體的詳細證明排在最前面的答主已經給出了。

另外有人還說縮小鋼絲兩點的距離或者豎直懸掛會更好。的確是這樣,可是這已經改變了初始條件,無法使肉得到很好的晾曬,而且豎直懸掛也需要掛在什麼東西上啊。

希望這種比較淺顯的解釋能幫助感興趣的人理解。

11樓:Peter Griffin

先讚 @豬小寶的回答,直覺p1。

如果算優化的話:我是這麼想的,把鐵絲(或繩子)做成鐵環(應該是被壓扁的橢圓)之後兩端絞支,再按照p1的方法分布會不會效果更好。沒做計算,就算腦洞吧,畢竟跨度變小,絞支相當於滑輪,但此時牆相當於承受兩個繩子拉力,效率能高些。

求 @豬小寶 驗證哈。

腦洞再大點兒可以考慮多環,多環在實際中有bug,但多環可以考慮高低兩個懸垂線,但涉及到線性規劃了,複雜性太高。

另乙個腦洞是降低一邊的懸掛高度,不過考慮到相當於變相增加了跨度,繩長相當於變成2L,很可能是個悲劇。

12樓:whilst

方案二大。

考慮一下,繩子除了要承受肉的重量外,還要承受水平方向對兩側牆的拉力,而繩子的張力有限。

為了掛更多的肉,只有減小對兩側牆水平方向的拉力。

因此,將所有肉都放在繩子中間(繩子對折垂直)時,無水平方向拉力,繩子的張力全部用於承受肉的重量,此時可以掛的肉最多。繩子越水平,對兩側牆的水平方向拉力拉力越大,則掛的肉越少。

13樓:何明春

怎麼沒有朋友提及這個?

鋼筋應力應變圖。縱軸為應力,橫軸為應變。

可以看到鋼筋受拉時,在經歷屈服之後,還有很長一段時間才到達極限強度。在到達極限長度之前,會經過彈性、塑性變形。也就是說,會被拉長很多。

50公分的,可以拉長約30%。我們平時說的335 400的鋼筋,指的是屈服強度。極限強度遠遠大於此。

鋼筋拉伸經過屈服階段之後,會產生塑性變形。在卸掉荷載之後,承載力會永久提高。

綜上,掛肉前,請拉伸鋼絲。

掛的位置,請參考其他答案。

14樓:趙亮

這個問題用物理思維去分析比較簡單,鋼絲上的拉力是一樣的,無論肉怎麼掛都可以看成乙個整體.

所以可以假設三點:1鋼絲長度恆定2肉總重不變3鋼絲形變忽略,變化的量只有乙個鋼絲形狀(即鋼絲與牆壁的傾斜角).易得鋼絲與牆壁的角度越大受力越大,角度等於90度時受力無限大.

所以結論:重的掛中間角度大,受力大;重的掛兩邊角度小,受力小,所以要把重的掛兩邊.

15樓:田秀鼎

在建立數學模型之前,先給假設:

鋼絲兩端位置固定等高,可自由轉動;鋼絲無重量,不可伸長,材料均勻,內力僅有張力,且有一固定的張力上限,在鋼絲上分布著一些肉的重力荷載。求在鋼絲張力不超過上限時能掛的肉的最大總重量,肉的分布以及鋼絲的形狀。

答案出乎意料地簡單:掛兩邊,。如下圖所示:

證明:上圖已經保證存在性,我們證明這樣得到的確實是最大值。方法是把鋼絲和肉看成乙個整體算受力分布,等於兩個端點處張力的垂直分量之和,所以不大於。

好像只用到了初中物理,掩面溜走……

16樓:

先上結論:

1、肉的分布不同,鋼絲的線形不同

2、肉總重一定,鋼絲整體的垂度一定時,鋼絲能承受最大拉力一定時,方案1更優。

這個結論可以通過懸索基本微分方程證明,這裡用倒掛法的思路模擬靜定拱簡單說明一下。

鋼絲不能受壓,因而在荷載作用下將自然形成反轉的合理拱軸線(荷載下內力只有軸力無剪力和彎矩的線形),我們先把鋼絲反過來,這樣結構變成了完全受壓,其他不變。

合理拱軸線下拱的重要力學特徵是:任何乙個截面的內力,其軸力的豎向分力等於等代梁相應截面中的剪力,水平分力與該截面高度的乘積與等於等代梁相應截面中的彎矩。

肉的總重W不變的話,最大豎向分力一定出現在支座處,大小為;

現在看水平分力,首先是完全均布的情況:

荷載集度,於是彎矩分布為二次拋物線,這也是合理拱軸線的形狀,跨中最大彎矩

因為沒有水平外荷載,所以任意截面軸力的水平分力都是一樣的,都等於跨中

然後看兩頭大中間小,這裡考慮三角分布的情況(梯形情況趨勢一樣,不影響結論):

最大荷載集度,最小為0,可以計算出彎矩分布為三次拋物線,也是合理拱軸線形狀,跨中最大彎矩是,水平分力為

再看兩頭小中間大的三角分布情況:

最大荷載集度,最小為0,可以計算出彎矩分布為三次拋物線,也是合理拱軸線形狀,跨中最大彎矩是,水平分力為

比較一下上面的結果發現:水平分力的大小排序是:中間大兩頭小》均布》中間小兩頭大

由於三種情況下的最大豎向分力是一樣的,而最大軸力為水平分力與豎向分力之向量和,所以,中間大兩頭小的軸力大於中間小兩頭大的軸力。

把拱倒回來就是索了,軸力由壓變為拉,其他不變,在鋼絲強度一樣的情況下,自然是軸拉力越小越好,因而,方案1,中間小兩頭大的掛法更優。這與一般的直觀感受是一致的。

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