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[其他相关] 力作用在刚体上的效应

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发表于 2019-7-11 13:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  今天这个厉害了,树挪死,人挪活。什么东西搬来移去的,小编是第一次听说有“挪”建筑物的,而且还不止施行过一两次。恕小编孤陋寡闻了。大家随小编一起来见识一下这天秀的操作。


  上海七大“平移奇迹"之一
  上粮一站(福新第三面粉厂):漂亮“转身”——顺时针旋转16°

  平移时间:2009年
  重量:2000多吨
  平移距离:50米
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  继2003年上海音乐厅平移成功后,上海又一次对老建筑实施大平移。矗立于苏州河畔的原上海市第一粮食采购供应站主楼(原为福新面粉三厂办公楼)向西移动了10米,工程平移总长50米,到位后再顺时针旋转16度,施工规模仅次于音乐厅平移。

  和当初上海音乐厅平移有所不同的是,此次平移还存在另外一个最大难点——建筑物到位后要顺时针旋转16度,此举是为了到达新址后的老建筑能够令外界的观赏视角度达到最佳。为使平移后能漂亮“转身”,平移滑道还要加宽,建筑物角上还得安装多个旋转轴,对建筑物实行“前拉后推”,使建筑物得以顺时针旋转。
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  福新面粉三厂办公楼由荣氏家族开建于1916年,为欧洲古典建筑样式,迄今约有90多年历史,被建筑专家称为“上海民族工业起源和发展的标本”。由于苏州河畔的光复西路需要拓宽,而该历史建筑正好位于拓宽工程实施范围内,同时又过于靠近西康路桥而被桥遮挡,令对岸的人们未能完整看到最具历史感的南立面全貌,此次平移完成后,该建筑将更醒目地矗立在苏州河畔。
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  ——以上摘自东方网上海频道滚动新闻《玉佛寺大雄宝殿平移 图说上海7大平移"奇迹"》正文

  可能上述福新面粉三厂平移还不够震撼,于2017年9月2日动工的玉佛寺大雄宝殿平移工程,历时7天2夜,向北方向平移30.66米。
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  图片来源:https://dwz.cn/McpaUU3p
  小学堂
力作用在刚体的效应
       诸如这些挪建构物的例子,很多人都理解为推箱子或者推桌子,这不正是力作用在刚体上的力效应的体现吗?例如上海音乐厅平移就像是推箱子。他们都是怎么做到的呢?

  什么是做作用在刚体上的力的效应,大家可以想象一下,假如有一个圆盘,力作用在这个圆盘上,那么会使圆盘产生一个什么样的运动状态的改变?

  比如说作用力作用这一点上,力的方向沿着通过圆盘质心,力作用以后,这个圆盘会发生什么样的运动呢?圆盘(就像我这个黑板擦一样,我这样地给它一个力,这个黑板擦正好通过它的质心)会有这样一个平移,所以产生的圆盘运动称为平移。

  前提条件是力的作用方向沿水平方向通过圆盘的质心,通过了质心所以刚体就会发生平移运动,平移到下一个位置。
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  圆盘俯视图

  同样是这个圆盘,如果给它的力作用点在B点位置,力的大小和方向均保持不变。但是力的作用点是B点位置以后,大家可以想象这个圆盘,会发生一个什么样的情况呢?大家可以想到的,这样一个力作用到圆盘的B点后,它是不是既可能往前走,同时有可能会有这样一个转动。

  所以我们说在这样的力的作用下,不但有原来的平移,同时有可能增加了一个转动,所以作用在刚体上的这个力对这个刚体的运动状态的改变,最重要的效应就会产生两个东西——平移加转动。所以这个力作用在刚体上的效应会有两个,一个是平移,一个是转动。

  刚体的基本运动定义
    · 刚体的平行移动:刚体上,任一直线保持与自身原位置平行的刚体运动。

    · 刚体的定轴转动:刚体上(或其延伸)有一条直线保持不动的刚体运动,这条固定的直线称为转轴。

    · 刚体的平面运动:刚体上各点到某固定平面的距离保持不变的刚体运动,(刚体平面运动可分解为平动和转动)。

   · 刚体的定点运动:如刚体内(或其延伸)有唯一固定点的刚体运动,这时刚体上除固定点以外的所有点,分别在以该固定点为中心的同心球面上运动。

  参考资料:
  杜庆华— —《工程力学手册》

  来源:力学趣话微信公众号

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