题目

拱形桥的物理解释

提问时间：2020-12-13

答案

桥是不是不应该设计成拱形向上的,而应该设计成凹形的为好.因为汽车在向下行驶之前具备一定的势能,这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那一端.可是拱形向上的桥却没有这个优点.
桥设计成向上的理由,是因为汽车经过桥中部时,桥所承受的压力较小；而相比之下,凹形桥承受的压力较大.
由于汽车经过一个弧形的时候,需要有一个向心力F,它是由重力Mg和支承力N合成的.
在拱形桥：F=Mg-N ∴ N=Mg-F
在凹形桥：F=N-Mg ∴ N=F-Mg
由上述两个式子可见,拱形桥的N较小,N是桥对汽车的支承力,其大小等于汽车对桥的压力.所以拱形桥对桥的结构强度设计上有利.至于茜露的理由是对汽车而言,为了汽车能利用势能节约一点汽油,反而改变桥的设计,这岂不是本末倒置了吗?