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需要用多大力气才能撕裂一条麻绳?

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需要用多大力气才能撕裂一条麻绳?

发布日期:2019-10-16 作者: 点击:

最近有些人因为拔河比赛,把麻绳给弄断了,而且这种情况还屡见不鲜呢,这是因为什么呢?那么粗的绳子,需要有多大的利器才能折断?其实这也是一门学问。管桩电杆封浆绳的小编今天就想跟大家讲一下力学。

麻绳制作工艺

回答:

3600kg,但是大家实际所用的力应该比这个小。

在给出计算过程之前,我想说说拔河这个运动。

拔河是一项规则十分简单的运动:两队人向相反方向拉一根绳子;然而出乎意料的是,拔河这项运动有着血腥的历史。

千万不要误以为我指的是现代拔河这项运动的前身是一种凶残的运动,我的意思是:在拔河这项运动中受伤的人数院超乎你的想象——而这些伤亡的主要来源便是绳子的意外崩断。


让我们看看拔河比赛中的物理原理。

与大家通常认为的相反,拔河比赛的胜负并不在于哪一方更加强壮。要想获得比赛的胜利,你必须保证自己不能向前滑动。再强壮的人也无法在拔河比赛中赢过一只放在地面上的雷神之锤。


即使你是钢铁侠

在通常的情况下来讲,比赛的胜负取决于哪一方能够从地面上获得更多的摩擦力。

那么,拉断一根麻绳到底需要多大的力气呢?

破断力=直径的平方×破断系数×破断拉力系数

由于麻绳目前在重要场合下的应用基本淘汰了,被优质的化纤绳所代替,小贱搜索了很久也没有得到麻绳的破断系数[1],但是小贱从某考试资料的考试题目中发现:通常使用的直径 20mm 的白麻绳破断力为1600kg。

麻绳撕裂原因

虽然不明白麻绳和起重机有什么联系

小贱又测量了一下今天早上被大家拉断的绳子,由四股较细麻绳拧成,总直径大约为30mm,所以:拉断这根绳子所需要的力估计为3600kg。


至此我们似乎得到了想要的结果,但是且慢,如果从另外一个角度来计算这个问题呢?一篇发表于2011年的研究许多“大师级拔河选手”免疫系统的论文测量了他们的平均拉力(在学校健身房的地板上),得出的数值是102.5千克力,约相当于他们体重的1.5倍。

今天早上每个班级派出了20位同学进行比赛,那么这些同学所能输出的最大拉力为:

更何况正常情况下在塑胶跑道上运动的摩擦系数应当在0.4~0.7之间,取其平均值0.55,假设大家的体重平均为70kg,那么大家所能输出的最大拉力为:

总而言之,无论如何大家都是没有办法对绳子造成3600kg的拉力的,那么绳子为什么被拉断了呢?

想知道绳子是怎么拉断的,得先知道绳子是怎么连起来的。


无论是绳子还是钢缆,都是由一根根更细小的纤维拧成的,那么为什么不用一整根粗的?

因为拧起来可以增加钢缆的柔韧性,同理比较软的导线,里面的铜丝也是数根细的而不是一根粗的。把绳子拧起来,更重要的是减小内部缺陷。一般材料尺度大的话内部的缺陷也会随之增多,从而减小了构建的强度,做成纤维状能够很大程度上避免这个问题。


我们继续放大看看纤维的结构,棉纤维或麻纤维,主要成分是纤维素具有高分子链式的结构,可以聚合成宏观的纤维。

拉绳子的时候,拉断的是分子链内的共价键,即原子和原子间共用电子对形成的化学键。

而且随着拉断的链越多,拉断其余的链就更轻松,造成越断越快的现象,最后你就看到整个绳子就哗啦一下子断了。

而且材料力学里面有一个理论,当材料的某个位置应力集中的时候,只要很少的力就可以把那个地方撕裂或者破坏。具体到单支绳线(不是多股拧在一起的绳),你只需要在绳上面划一个很细的口,在两端加一个不大的力,就可以轻易拉断,比完好的时候拉断绳子的力要少很多。

可以看到绳子的其他部分也有纤维崩断的痕迹

麻绳适用范围

其实麻绳断裂的情况还是很常见的,当绳子出现裂痕的时候,只要稍微用点力,就可以直接把绳子给拉断了。因此拔河这种比赛是非常考验绳子的质量的。如果绳子稍微有点裂痕,哪怕一点点,就可能会存在着撕裂的风险。我们公司在模具密封绳的制作工艺上下了很大的心血,为的就是保证这种绳子不被断裂。

本文网址:http://www.mokousheng.com/news/480.html

关键词:麻绳制作工艺,麻绳撕裂原因,麻绳适用范围

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