麦秆,竹子和芦苇都是空心的,这有什么科学道理

如题所述

从植物进化上看,竹子的茎最初也是实心的,后来在进化过程中,其茎中心的髓逐渐萎缩消失,成了空心,而且竹子生来就没有次生组织,茎长到一定的粗度就不再加粗了。

可以从力学角度来说明,同样分量的材料,造成中空而较粗的支柱,比之中央实而较细的支柱,其支持力要强些。

竹子茎的结构正是这样,茎加强了细胞壁上厚的机械组织和维管束(输送水分和养料的组织),将中心的髓部(一些薄壁组织)退化,就成了管状结构,竹子遇到刮风下雪,能有很强的韧性,其道理也在这里。

假如秆子单纯地受到拉力或压力,那么,实心秆跟相同横断面积的空心秆相比,它们的承担能力几乎分不出什么髙低。如果秆子受到弯曲,那么实心秆不但不比空心秆来得强,它的抗弯能力反而没有相同横断面积的空心秆来得大了。

不妨拿一块橡皮竖起来,使它象麦秆那样地弯曲。这时候可以清楚地看到橡皮起了这样的变化:一面是伸长了,另一面却缩短了,而中心部分变化比较小。轩子抵抗弯曲的情况也一样,主要是依靠表面的纤维质,中心部分的纤维质并不起多大作用。

因此对于受弯的秆子来说,分布在表面的材料愈多,抗弯能力就愈强;中心部分的材料少一点,甚至没有,倒是无关紧要的。

在材料和杆体承载横断面积都相同的条件下,空心杆子的抗弯能力最强。因为在材料和横断面积相同的情况下,同样长的空心杆能够比实心杆做得粗一些;由于空心杆分布在外面的材料比实心杆多,它的抗弯曲能力自然要比实心杆强多了。

扩展资料:

在自然界中,除了麦秆以外,象芦苇、竹子、鸟兽的骨胳等等也都是空心的,它们的出现都是自然界经过千万年的演变选择的结果。

人类在和这些东西接触的过程中,受到了启发,并且在搞清楚了其中的科学道理后,在工程技术上广泛应用起来。

建造房屋时,人们把一些高大的柱子和一些杆子都做成空心的;在机器制造业中,人们用钢管和铁管来做承压抗弯的架子,当然,这些杆件都是在细而长的情况下才做成空心的;如果杆件既粗且短,空心就没有什么优越性了。

参考资料:百度百科-空心茎

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第1个回答  2008-08-08
这些植物的茎原来是实心的,在长期进化的过程中,由于茎部中空对植物本身更有利,所以,茎部就慢慢变成中空了。那么,茎部中空究竟对植物本身有什么益处呢?让我们一起做个实验,你就明白了。
看参考资料

参考资料:http://www.i3721.com/xx/tbstdq/s3nj/xjczrd5c/200606/214822.html

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第2个回答  2008-08-08
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