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送交者: JFF 于 2011-02-01, 19:27:43:

回答: 你虽然从小就花痴,高中时把陈冲的画报贴满了卧室的墙, 由 JFF 于 2011-02-01, 13:08:35:

把把郭晶晶弹到世界最高点那个跳水板简化成一个一端固定在墙上的悬臂板,长L,宽B,厚t。请你把注意力集中在跳水皇后脚下板的柔度,而不是脚上的肥臀丰乳的弹性。


为了说明弹簧的转动半径的杠杆效果,设想跳水板两种受力情况:

A)在板自由端水平拉伸,使板上每一小段(单位长度)都有均匀伸长e,这就是应变的定义.当拉伸板时,板的横截面上每根纤维的伸长相等,均为e。


B)用力矩在板自由端弯曲,使板上每一小段(单位长度)也有相同的均匀伸长e。当弯曲板时,板的横截面上每根纤维的伸长是不等的,最上面的纤维伸长e,最下面的压缩e。所以,使A和B两种情况下伸长e相等,严格地说是是最大伸长e相等。

当这样弯曲板时,郭晶晶的脚下的板要向下沉Y。这个Y就是总变形,根拉伸板时的总变形X是一个性质的东西,都是弹簧的总变形!

Y也跟X一样等于L*e吗?不,Y比X大得多!Y等于多少呢?


在板的任一个横截面上,都是上表面伸长e,下表面压缩短e,中间没变化。这意味着板的每一个横截面都绕中间线转了一个角度:

e/(t/2) !

t/2是板的半厚度。

这个转角将使郭晶晶脚下沉多少呢?这取决于这个转角离郭晶晶脚下有多远,这个距离记为x。

在离郭晶晶脚下x处截面的转角 e/(t/2)使郭晶晶脚下沉量y:

y = x*e/(t/2)


这就是转动半径x的杠杆效果。

跳水板上,每个横截面的转角都一样:e/(t/2)。同样的转角对郭晶晶脚下沉总量Y的贡献是不同的,取决于距离x大小,x大贡献大,x小贡献小。

把板上每个横截面的贡献累加起来就是郭晶晶脚下沉总量Y

Y = L*L*e/t
= L*e*(L/t)

Y/X = L/t

A 和 B 两种情况,我们已令板上各处最大应变都等于e。在这样相同条件下,

Y比X大L/t倍。


按奥林匹克标准跳板

L/t = 3.2/0.05 = 64


A)情况拉伸时,每一小段跳水板变形是e,给终端的贡献也是e,这是平动;而 B)情况弯曲时,每一小段跳水板变形也是e,给终端的贡献却是e*(2x/t),放大了(2x/t)倍,这是转角e*(2/t)和转动半径x相乘的结果。这就是弹簧转动半径的杠杆效果。




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