С тех пор как человечество начало строить свое собственное жилье, понятие «жесткость» стало очень важным.
Жесткие конструкции не разрушаются под действием собственного веса либо приложенных к ним сил (толкающих или тянущих). К примеру, жесткость конструкций зданий позволяет им выдержать не только собственный вес, но и вес объектов, находящихся на этажах внутри здания. К тому же здание способно противостоять силе ветра, действующего на стены и крышу.
Мосты, башни, здания представляют собой прекрасные примеры жестких конструкций. В каркасах большинства таких конструкций вы увидите треугольные формы. Это потому, что треугольник является жесткой формой. Он сохраняет свою форму независимо от того, какая сила на него действует.
Прямоугольные формы не такие жесткие, как треугольные, и могут меняться под воздействием силы. Прямоугольные формы в жестких конструкциях обычно либо (а) стянуты диагональными тросами или прутьями, образуя при этом треугольники, либо (б) жестко скреплены по углам.
Некоторые конструкции специально проектируются гибкими, так чтобы их форма, в случае необходимости, могла быть изменена. Примером может служить складная мебель, кабриолеты, разводные мосты.
Сила проявляется в виде толчка или тяги. Толкающая сила, приложенная в двух противоположных направлениях, называется сжимающей, а сила, которая тянет в противоположных направлениях, - растягивающей. Сжимающая сила стремиться сблизить предметы, изменить их форму либо разрушить их. Растягивающая сила стремится разъединить предметы или растянуть их.
Некоторые предметы способны сопротивляться обоим типам сил. Например, довольно трудно растянуть или сжать балку из конструктора LEGO.
Некоторые предметы в состоянии сопротивляться какой-нибудь одной силе. Так, если потянуть за концы шнур из LEGO-набора, можно почувствовать его сопротивление. Однако его нельзя сдавить!
Когда конструкция неподвижна, действующие на него силы уравновешены. Это значит, что каждой приложенной к конструкции силе противодействует другая сила, равная ей по величине.
Например, при перетягивании каната веревка не будет двигаться, если силы команд равны.
Неуравновешенные силы могут привести конструкцию в движение или деформировать ее. Это происходит потому, что одна сила превосходит по величине противодействующую ей силу. Например, если при перетягивании каната одна команда тянет веревку с большей силой, чем другая, то под действием неуравновешенных сил веревка начинает двигаться.
В жесткой конструкции силы уравновешены, и она сопротивляется действующим на нее нагрузкам. Когда силы не уравновешены, конструкция может потерять жесткость, в результате чего она придет в движение или разрушится.
А вот несколько моделей проектов сооружений, разработанных архитекторами, но пока их не постороили. Но всё может быть! Может и ты, когда вырастешь удивишь мир своими конструкторскими находками!
