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1亿8千万年前,自然界就开始了它的最有创造性的工程设计。那时圆蛛(蜘蛛的一种) 就织出了能有效地捕捉飞虫的圆形网。这样柔弱的一张网是怎样分散这么大的动能的...
1亿8千万年前,自然界就开始了它的最有创造性的工程设计。那时圆蛛(蜘蛛的一种) 就织出了能有效地捕捉飞虫的圆形网。这样柔弱的一张网是怎样分散这么大的动能的...
admin
2020-12-24
19
问题
1亿8千万年前,自然界就开始了它的最有创造性的工程设计。那时圆蛛(蜘蛛的一种) 就织出了能有效地捕捉飞虫的圆形网。这样柔弱的一张网是怎样分散这么大的动能的?这张网能够捕捉到多大的飞虫而蛛丝不断?究竟是由于它的丝强还是它的结构好呢?
为了解答这些问题,英国牛津大学的物理学家唐纳德·艾德蒙兹、生物学家弗里兹·沃尔拉斯和结构工程师洛雷恩·林用计算机模型分析了蜘蛛网的结构。“我们试着分柝了这张网的设计方法。”艾德蒙兹说,“我们编制了一套程序,让汽车向整张网撞去并将它撞破,然后分析这种变形作用。”研究人员将单丝、丝是怎样连接的以及昆虫撞击网的这些实验资料都输入了计算机。“如果蜘蛛网抵挡不住昆虫的撞击,于是要么昆虫突破这网,要么被弹出,好像在蹦床上弹跳一样,”艾德蒙兹说,“通过模拟我们意外地发现,空气动力学引起的衰减在捕虫昆虫上起了很大的作用。在昆虫这一动量规模上,空气阻力起了很大的作用。当整张网在空气中来回摆动时能量被分散了。”为了证实计算机模拟的结果,他们三个又进行了实验。“我们用聚苯乙烯泡沫塑料作炮弹轰击了真正的蜘蛛网,”沃尔拉斯说,“在这种情况下,我们发现空气是黏滞的,就像在水中拖拉绳一样。”科学家们还分析了网的平衡力和张力的独一无二的几何形态, 证明力被分配到整张网面之上。林说,“为了解决结构问题,建筑学家和工程师们总是在不断地寻找新方法。实际上,大自然就是最好的老师,例如,蜘蛛网不但结构美观,而且力学分配极为合理”。
对作者引用结构工程师洛雷恩·琳的话所要说明的主要问题,阐释准确的一项是( )。
选项
A.网的平衡力和张力呈独一无二的几何形态
B.昆虫的撞击力被分配到整张网面上
C.网捕捉昆虫,主要是由于网的结构好
D.蜘蛛网的力学分配极为合理
答案
C
解析
结构工程师洛雷恩·林提到了“结构问题”,而三位科学家开始做计算机模拟实验便是从分析蜘蛛网的结构开始,正是因为有了这样的结构,空气阻力才能起到作用, 蜘蛛网才能分散动能,从而捕捉到昆虫。正确答案为C。
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