雨伞中也包含力学原理!伞是如何自动撑开的?

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雨伞中也包含力学原理!伞是如何自动撑开的?,第1张

早在4000年前,我国就已经发明了伞。《史记》记载,最早的伞叫“盖”,原文为:“五大夫之相秦也,劳不坐乘,暑不张盖。”其中的“盖”字,指的就是伞,是避暑用的。还有诸如:“孔子将行,雨而无盖。”这里说的就是雨伞了。《伞物记源》提到,古时的伞最初多为丝帛制做,纸发明后便出现纸伞,宋代称为绿油纸伞。后来不仅用来挡雨,也用来遮阳。而且,伞的大小还可以显示地位。

雨伞是生活中不可缺少的物品,用来遮风、挡雨和防晒。从结构上雨伞可分为手动式、半自动式和全自动式三种。手动式雨伞的开、合都需要人工手动来完成。半自动雨伞可自动打开,收起则需人工完成。全自动雨伞的开、合均可自动完成。其中,半自动雨伞是最常见的一种,其结构如图所示。

雨伞的结构

雨伞的主体结构由伞柄、伞骨、伞面三部分组成。伞柄是雨伞的主心骨,对雨伞整体起支持作用。伞骨支撑整个伞面,负责伞面的开合。伞面则起着挡雨遮阳的作用。

伞柄上有一根强力压缩弹簧,雨伞正是依靠它强大的弹力将伞面撑开的。但是,仔细观察我们会发现,弹簧的两端均不固定,其自身可沿着伞柄整体上下滑动,弹簧在撑开雨伞的同时,将自身也举了起来。试想,弹簧自身是有重量的,伞面和伞骨也有重量,为什么弹簧不但能克服自身的重量,还能克服伞面和伞骨的压力将自身举起,将雨伞撑开呢?乍一看,这似乎违背了万有引力定律。在重力的作用下,弹簧怎么可能自举呢?

雨伞结构看似简单,其实它里面包含了巧妙的力学原理,现具体分析如

雨伞具有伞柄呈四周放射状对称的结构,我们沿一对儿伞骨画出雨伞的纵剖面图,如图所示,图中字母标记的各点均由铰链连接。

雨伞纵剖面图

假设伞面、伞骨和弹簧的等效总重量为G,如果雨伞共有n根伞骨,则每根伞骨受到的压力相当于在图中的M、N两点分别挂了一个重量为G/N的重物。

为了便于分析,将上图做进一步简化,如图3所示。将假定的重物移到A、B两点,这样就可以只考虑伞骨的纵向作用力,而不必再考虑伞骨的横向应力了。

在M点悬挂 g/n 的重物,相当于在A点挂了(MC/ACG)的重物,此改变对于弹簧受力来说是等效的。

雨伞纵剖面简化图

F1、F3沿伞骨CA和DA传递到A点,F2、F4沿伞骨CB和DB传递到B点。先对A点进行受力分析,A点受力情况如图4所示。(图中,F0为OA段伞骨对A点的拉力。)

A点受力图

将A点受到的四个力分别沿水平和竖直方向正交分解。(设,水平方向向左为正方向,竖直方向向上为正方向。)

理论上,雨伞合拢后,所有伞骨都是竖直的,α、β、γ均为0。此时,F无论多大都无法撑开雨伞。而实际上,雨伞虽然合拢了,A、B两点不可能完全落在伞柄OD上,所以,伞骨不可能完全竖直,只要F初始值足够大,就可以将雨伞打开。

由以上分析可见,伞骨和弹簧组成的特殊结构是弹簧能够自举,雨伞能够撑开的关键所在。伞骨和伞面虽然对弹簧产生了压力,但同时也给了弹簧以支持,只要弹簧的弹力足够大,就能将自身举起,将雨伞撑开。

出品:科普中国

制作:濮阳职业技术学院实训中心 苗英恺

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你是不是非常渴望有一把好用的雨伞?特别是在下着雨的时候是不是更想要拥有一把好伞?在抱着东西只能单手操作雨伞的时候是不是希望有一把能够自动开收,同时能够在雨天晴天使用,同时还能单手秒开秒收的雨伞有没有呢?我想这一款雨伞大家应该去看看。

这款雨伞就是来自日全时的智能电动伞,作为一款电动伞,起码是能够一键开和收的,日全时智能电动伞我使用后发现,这款伞能够一键开伞和收伞,同时其智能电动马达系统,能够在2s内实现流畅的全自动开/收伞,完完全全的秒开秒收。

同时由于其的灵活性,即便是你日常使用中抱着孩子或者是老人都能一手操作,使用起来相当方便。

老人和小孩子在收伞时往往很费劲,采用了智能芯片加持的日全时智能电动伞没有收伞反弹的尴尬,只需要一键下去,即可完成收伞。

我使用的是小黄鸭的联名款,看起来十分的酷,日常使用也很棒。这里我就得说一下了,日全时智能电动伞这一次的正版小黄鸭联名款:有着3色潮酷迷彩萌趣小黄鸭。无论是选择哪一款外出时都是众人的焦点。

再来说说日全时智能电动伞的材质吧,这款电动伞采用了8根铝合金+玻纤维材质的伞骨,结构稳定的同时还坚固抗绣,有力抵御强风,同时有着拒水涂层,日常使用不惧暴雨。

晴日时为了避免阳光暴晒,女孩子们使用晴日伞时往往需要防晒高一点的材质,而日全时智能电动伞有着三层黑胶涂层,可抵挡99%紫外线,能够媲美防晒力UPF50+的防晒霜。

最后说说,作为一款智能电动伞,日全时智能电动伞采用的是Type-c充电方式,可边充边用,也就是说即便是没有电的时候,用个充电宝一样能够完美出行。

同时续航方面,日全时智能电动伞智能电芯超长续航,充满一次电可开合150次 。

拿到手已经一个周了,个人觉得日全时智能电动伞小黄鸭联名款是真的漂亮,同时拿到手不显得笨重,同时开伞和关伞都十分方便,一键便可以完成。在我眼中来看,这款雨伞可以说是满满的优点,要说缺点的话,我想300多元的价格买一把雨伞的确是有点贵吧。

我们知道现在科技还是很发达的,不管是冬天还是夏天,雨伞不仅仅可以遮挡雨水,还可以遮挡阳光,现在科技发达之后,从以前的手动上改成了全自动的伞,我们就只要按一下按钮,伞就可以自动的撑开,全自动折叠雨伞哪个好?雨伞怎么选?

我们知道现在科技还是很发达的,不管是冬天还是夏天,雨伞不仅仅可以遮挡雨水,还可以遮挡阳光,现在科技发达之后,从以前的手动上改成了全自动的伞,我们就只要按一下按钮,伞就可以自动的撑开,自动的关闭,现在因为雨伞用的很普遍,所以品牌也逐渐的增多。那么我就来告诉你全自动折叠雨伞哪个好?雨伞怎么选?

全自动折叠雨伞哪个好

1、红叶折叠雨伞

红叶伞,全称是浙江红叶制伞有限公司,创始于1986年。经过二十余载的发展,“红叶”从家庭作坊式的小厂发展成为中国的专业性制伞集团企业之一。

2、太阳城折叠雨伞

太阳城洋伞位于福建厦门市,主营伞、雨具,广告伞,礼品伞,童伞等。公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户”的原则为广大客户提供优质的服务。

3、天堂折叠雨伞

天堂伞是由杭州天堂伞业集团生产的国内伞。包括雨伞, 太阳伞 等多个品种。天堂伞素以轻、新、牢、美而著称,产品质量和技术工艺在制伞行业中处于领先地位,在国内外市场享有很高的声誉。

4、宏达折叠雨伞

本公司系于1988年4月由香港宏达洋伞工业有限公司独资创办,公司主要从事晴雨遮具的生产及销售,产品主要是销往日本、东南亚及欧美地区。

雨伞怎么选

挑选雨伞的步:看伞面在购买雨伞的时候,首先打开雨伞,将它放在光亮处照一照。检查一下雨伞的伞面是否出现细小的洞口或者脱线、色差等现象。如果有出现这些情况的话就不要购买了,否则等于吃了大亏。

挑选雨伞的第二步:检查防雨性能选购雨伞的时候,先打开雨伞检查一下雨伞面料的防雨性能如何?我们可以用嘴对着伞面吹口气,而手放在伞布的下方感受一下是否透气。如果你感受到有气体的话,说明这种雨伞的防雨性能不好,不建议购买。

挑选雨伞的第三步:开合雨伞买雨伞时,记得多开合雨伞几次,检查一下雨伞的伞骨好坏。先按下雨伞的开关按钮打开雨伞,再摇晃几下,看一看雨伞的骨架承受能力好不好。其次,再合上雨伞摇晃几下,看雨伞是否会自动打开。这样的步骤重复3遍就能辨别雨伞的好坏了。

全自动折叠雨伞哪个好?雨伞怎么选?对于雨伞的品牌,我们有了一些了解,我们选择雨伞的时候,要看雨伞的整体架构,如果他的架构结是结是的话,我们就可以入手,毕竟雨伞的使用,特别是遇到大风天气的时候,如果结构不结实的话,雨伞很容易损坏,所以要质量好的。

1、扣开伞柄末端的防护盖,可以看到USB-Micro接口,车载充电器、充电宝都能充电,比那些用DC充电器要省心很多。

2、目前电动雨伞很受年轻人的喜爱,方便,时尚,自动雨伞可按压伞柄处的按钮进行关闭,将折叠伞架镶到两个褶皱中间,顺势收拢伞叶,通常是顺时针收拢,再将带子贴牢即可。自动雨伞具有弹簧关伞装置,一般是伞顶骨架连接器与开伞骨架连接器之间的关伞压簧。按动开关,开伞压簧可将伞打开,关伞压簧将伞关合。

望采纳!