摘要：力学其实充斥在我们的日常生活中，然而有些力学却与我们的常识格格不入。本文就带你一起了解一下生活中的那些常见但的反常识的力学现象。

关键词：力学，常识，日常生活

引言

明天开始就是清明假期了，好学的你一定不会浪费这个大好时光的。那么就跟我一起看看生活中的力学，看看生活中那些力学现象是违反我们的常识的。

常识问题与力学现象

空心轴与实心轴在力学上，轴是指那种横截面是圆形的，受到扭矩作用的物体（杆件），一般常见的都是阶梯轴。

常见的阶梯轴

作为一个轴，通常我们会认为实心轴比空心轴更加不容易被破坏掉。然而，实际上却并不是，两者其实并无太大区别。

相同外载下，空心轴与实心轴的承载能力并无太大区别

上图是实心轴和空心轴的横截面的剪应力分布，在同样的外载条件下，最大剪应力相等。从圆心开始，剪应力从零线性增大到最大值。问题就在这里：圆心处的应力很小，几乎不受力。既然如此，圆心那部分物质所起的承载能力的作用就可以忽略了。所以，我们所见到的受纯扭作用的轴更多的是空心的。

实际上，空心轴除了承载能力几乎不变外，另一个优点显而易见：轻！这可以省好多材料，从而降低成本。

高梁与低梁这里的高低梁，是指横梁的高度的大小。在日常生活中，一根矩形截面的梁，它的两个方向的弯曲能力明显的不一样，高的那侧弯的时候要比矮的那侧弯的时候困难很多。主要原因我们看这样一个公式：

梁正应力计算公式

公式中，M是弯矩，y是距离中性层的位置，Iz是截面的属性。我们比较下这两个弯曲情况的Iz。相同外载下，竖放的Iz要比横放的大很多，这样得到的正应力就会小很多。正应力小得到正应变小，继续可得到位移小，从而的出竖放的梁不易变形，即刚度更大。当然，这个例子其实并没有反常识。

Iz比较

假想有两根高度一样的梁，一根是矩形，另一根是工字梁。这种情况下，矩形梁的质量肯定大于工字梁，我们也通常会认为矩形梁更结实，其实不然！结果是两者并无明显区别！

蓝色矩形梁，黄色工字梁

根据上面给的公式，最大正应力与Iz有关，Iz与梁的高度有关。高度相同的条件下，这两种情况下的Iz相差并不大，也就是说最后得到的最大正应力相差不大。实际上，梁弯曲的时候，横截面上的正应力分布也是线性分布的。中间部分的应力小，几乎不起承载的作用，所以可以忽略。

横截面上正应力分布

所以，生活中常见的都是工字梁、框型梁。因为相同质量下，把质量尽量分布到远离中性层的位置，可以得到承载能力更强的梁。这也是农村楼板中空的力学解释。

中空的楼板并不影响起承载能力

常见的工字梁

总结

借清明之际，本文给了两种常见的反常识的力学现象，这些知识属于材料力学，大二以上的同志们应该很容易就明白了，如果你忘了，正好复习一下。

PS：本文仅发头条，转载需附原链接。

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