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井盖为什么是圆的准确答案

时间:2017-06-21 充电培训

  人们都知道井盖通常是圆的,但没人深究过为什么。西班牙《国家报》网站6月7日报道,其实道理很简单,这样可以避免人们掉进去。但是为什么呢?或许可以用数学的方法来解释。

  井盖为何通常是圆形的?答案竟然是一道数学题

  由于圆形的直径是一定的,也就是说圆形具有定宽性,因此当把圆形的井盖放到井口时,井盖就不会掉到井底。如果井盖是矩形,那么井盖的宽度就不是一定的。由矩形的对角线长度大于任何一条边,因此矩形的井盖就有可能掉进井底。虽然在城市中也会看到一些矩形的井盖,但是这样的窨井往往不深,即便井盖滑入,取出来也不难。

井盖为什么是圆的准确答案

  因此如果窨井较深,又想避免麻烦,最好使用圆形井盖。但是也并非没有其他选择,例如德国工程师弗朗茨·勒洛在19世纪设计的勒洛三角形。以等边三角形每个顶点为圆心,以边长为半径,在另两个顶点间作一段弧,三段弧围成的曲边三角形就是勒洛三角形。与圆形一样,勒洛三角形也具有定宽性。虽然这种图形曾在达芬奇的作品当中,但是明确地成为研究对象还是在19世纪。

  具有类似圆的定宽性的曲线称为定宽曲线。而圆形和勒洛三角形都是典型的定宽曲线。所有奇数边的正多边形,都可以生成其等宽曲线,因此可以说存在无数的勒洛多边形,而勒洛三角形是除了圆形之外最简单易懂的勒洛多边形。

  由于这些图形具有定宽的属性,因此在生活中的很多情况下都能用得到。例如可以将硬币制造成除了圆形以外的勒洛多边形,因为这样的硬币同样适用于投币自动售卖机或投币游戏机的识别货币系统。英国的硬币20便士和50便士都用到了勒洛多边形。

  此外,还可以将钻头的形状制造成圆形以外的勒洛多边形。因为利用非圆形的勒洛多边形钻头可以钻出正方形孔。勒洛多边形也常用于建筑行业和铅笔的设计等很多领域。

  回到文章的开头,显然井盖也可以制造成除了圆形之外的勒洛多边形,但是很少有人舍近求远,制造一个形状奇异的井盖。不过,可以肯定的是,美国旧金山确实存在这样一个勒洛多边形井盖。

  井盖是圆的原因

  1、首先这牵涉到圆形和方形(包括正方形、长方形、菱形等各类四边形)在井盖上的实际运用问题。井盖上随时有车辆行人经过,使用圆形,主要是考虑到圆形的井盖通过其圆心的每条直径长度都是一样的,这样如果井盖被经过的车辆轧起时,因为不论如何轧起,其直径都会比下面的井口略宽,井盖不会掉到井口里去。

  2、而如果采用方形,因为方形的对角线明显长于其每条边长,这样的井盖被轧起时,很容易沿井口的对角线方向掉进井中,造成安全隐患。 也许有人会问,如果井口做成圆形或明显小于井盖,方形的井盖就不会掉进井中。这里就牵涉到一个材料的`最大利用和节约的问题。井口的使用取决于井口的大小,如果非要在上面按个面积远远大于井口的方形井盖,那么材料的利用和实用价值自然没有直接使用圆形的井盖更有效,既节约井盖的材料,也保证了井口的安全。

  3、由于窨井有时需要人工梳理或架线等,这时候又要求窨井的面积尽可能地大。在这些图形中,当它们的周长相等时,圆形的面积最大。同时圆形又符合我们的体型,便于工作人员进进出出。三角形或正方形的边由直的线段组成,构成的角较尖,如果在修理时碰到很容易使人受伤。而圆形的边是一条圆弧,就不会出现这个问题。 下水道的盖子之所以是圆的,是结构受力的要求。

  井盖是圆的好处

  1、易掉落

  圆形,从圆心到边缘的每条半径长度都相同。

  这样井盖被经过的车辆轧起时,其直径都会比下面的井口略宽,井盖不会掉到井口里去。

  而如果采用方形,方形的对角线明显长于其每条边长,这样井盖被轧起时,很容易沿井口的对角线方向掉进井中,造成安全隐患。

  2、不易受损

  圆形受力均匀,能承受来自不确定方向的荷载。当车轮来往碾压时,井盖依旧平整。

  如果是其他有棱角的多边形,就很容易翘起,其菱角也容易不断磨损,容易损坏产生危险。

  3、便于开启更安全

  在修理井口时,圆形便于开启,同时也更安全。

  在维修时,不会有棱角对维修工人或工具产生划伤、割伤等。

  4、坚固耐磨

  圆形井盖更加坚固耐用,不易受到外界的伤害。不论风沙杂物从哪个方向吹来,都容易沿着园面的切线方向掠过,受影响的只是极少部分。

  5、节约成本

  对于生产制造商来说,制造一个圆形井盖要比制造一个方形井盖要省事很多。

  而且圆形的井盖可以达到材料的最大利用和节约。

  在同样周长下,圆形的面积最大,也就是说相同井口面积下,圆形井盖最省材料。

  6、易于搬运

  圆形井盖便于搬运。

  由于井盖一般都是沉重的大铁块,做成圆形的,如果有损坏或需要更换,维修工人只需要滚动井盖就可以将其移动。

  但是你可能会说,既然便于搬运,那岂不是很容易被偷走?

  其实,随着市政的管控力度加大,偷井盖的事已经越来越少了。

  井盖的性能特点

  1、强度高:菱镁检查,具有很高的抗压、抗弯、抗冲击的强度,有韧性。长期使用后该产品不会出现井盖被压碎及损坏现象,能彻底杜绝“城市黑洞”事故的发生。

  2、外观美:菱镁检查井盖表面花纹设计精美,颜色亮丽可调,美化城市环境。

  3、使用方便,重量轻:产品重量仅为铸铁的三分之一左右,便于运输、安装、抢修,大大减轻了劳动强度。

  4、防盗:菱镁检查井盖无回收价值,自然防盗;根据客户需要并设有锁定结构,实现井内财物防盗。

  5、耐候性强:菱镁检查井盖通过科学的配方、先进的工艺、完善的技术设备使该产品能在-50℃~+300℃环境中正常使用。

  6、耐酸碱、耐腐蚀、耐磨、耐车辆碾压,使用寿命长。


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