學習力學後,你的日常生活有沒有因為它而帶來成就感的事?
就是那種,在你生活中發生的很小的事,當你用力學知識解決後,然你感到「沒白學」的事!
什麼小事都可以!
贊脫單的回答,哈哈哈哈。。。
作為一個在學生時代學過力學的工程師,我路過城中村的危房的時候會自動想下這房子的結構安不安全,路過造型獨特的建築,會考慮一下建築的受力情況,總之已經成為習慣了吧。
最讓我有成就感的小事應該是玩疊疊樂,好像也叫抽抽樂,《生活大爆炸》里出現過,英文叫做Jenga。玩Jenga的時候,最重要的是使一切物體維持原狀態,基本原理很簡單,就是牛頓第一運動定律。在移動木塊的時候需要考慮到重心、行架受力分析等因素,在Jenga的整體結構中,受力需要達到平衡,力矩也需要達到平衡,任何一個點在任意一個時刻沒有達到平衡,就會影響結構原有的運動狀態。
Jenga玩法簡單,建模更加簡單,按理說建立個數學模型不會很難,通過分析力學和邏輯,順藤摸瓜就能找出必勝方法。然而現實遠遠比模型複雜,Jenga最大的趣味來自於每根積木的長寬高都會有浮動,所以通用的體積模型從根本上就是錯誤的,Matthew South曾經測量過一些疊疊樂積木的體積和重量(1)。
不過學過力學的聰明的我還是分析出了些線索
1:先幹掉簡單的積木。積木大小不一,有的松有的卡死,那就先幹掉簡單的,把困難留給對手,木塊的情況可以分為以下幾種(1),首先要定位的是Loose Block,它們無需承擔重量,所以相對來說更容易抽取。
2:推,而不是拉。拿積木的時候要慢穩准,把疊疊樂看做一個能容納一定程度干擾的系統,保持手穩就最為關鍵了,所以需要減少擾動,F=ma,所以減少加速度。
但是實際情況中並非如此,更接近於下圖:
因此移動過程中,需要保持加速度盡量小,移動的過程是靜轉動的過程,加速度需要保持盡量小,相對於拉,推更容易控制力度,可以更好地控制加速度。
3:對稱意識。對稱產生平衡,所以優先移除中間一行里靠中間的積木。同理,疊積木的時候靠另一側擺放,增加平衡。
4:忘掉小策略,專註於每一步。把安全留給自己,把困難留給對手!
即便以上道理都懂了,也不代表獲得了玩Jenga的精髓,因為在物理之外,Jenga還涉及到玩家的心理和手法,任何一點心理波動都有可能會反射到移動積木的手指上。Jenga高手還會參加到世界級的Jenga比賽中(2),在技能相當的語境下,從比賽中還可以直觀地看到選手與心魔鬥爭的歷程。。。(視頻有點大,記得開wifi)
這個崩塌的過程完全可以用模擬來模擬,所以作為一個合格的力學工程師,當然還要跑個模擬才對(是的,這是在下的本職工作,一鏈省千言:https://zhuanlan.zhihu.com/p/32776001)。
上傳文件、選擇Abaqus求解器、選擇核數,上傳!剩下的事就是喝咖啡等任務跑完啦。當然現實是殘酷的,CAE工程師怎麼會有空喝咖啡呢。這種小case在雲計算的語境下,分分鐘跑完了來不及沖咖啡。。。模擬運行完成後,除了在平台提供的後處理器查看外,也可極速下載,使用後處理軟體進行查看。圖例為U位移結果:
除了力學工程師對Jenga感興趣外,不少CS工程師也對Jenga很感興趣,他們更側重於策略,大部分關於Jenga的論文都是演算法研究者撰寫的,知友如果感興趣可以去google scholar上查看。
與Jenga類似的還有用撲克牌蓋房子、疊硬幣的遊戲,雖然材料不同,但考慮的要素相似,以後可以有機會可以都仿一下。
Souce
(1)A Real-Time Physics Simulator for Jenga,Matthew South,2003https://pdfs.semanticscholar.org/172d/760abd9311618c26d543946a041aad9a33f5.pdf
(2)https://www.youtube.com/watch?v=Q4Z_PL4vaGs
(3)https://cae.yuansuan.cn
聯繫我們
微信:yuansuankeji
微信公眾號:遠算模擬雲Cloud
本科時結構力學學得很好現在讀研了和小師妹一起複習一注基礎正好她的結構力學不太好額……我脫單了
實話實說,沒有。
日常生活其實有足夠的生活經驗就夠用了。唯一有點不一樣的是之前不知道為什麼,現在我能解釋背後的道理。。。然而,一般的用到高中物理已經足夠了。
想了半天,倒是也有點用。傳說在某次大地震之後派專家組進入災區,剛震後的災區大家都懂,人人都在忙活著救災,亂鬨哄的,時不時還有個餘震。沒人安排接待,於是專家只好自己想辦法。結果,一票各自專業內的牛人,非常自覺的團結在以我們結構專業的核心的組織周圍,在災區的破敗建築中找了一個看著抗震性能還可以的就安營紮寨了。當然,最後大家都很平安。平時在單位里誰也不服誰,掐來掐去。災區里我結構師說啥是啥,大家全部服從。想想就很爽。但這畢竟是非常時期。平時,我連那個搭橋過河的手機遊戲玩的都沒我學會計的老婆溜。拉屎的時候,會考慮水花情況。等下,這好像是流體力學......
坐地鐵的時候,站的方向是沿地鐵前進方向,而不是垂直於前進方向,不然容易倒,因為雙腳沿前進方向跨開時的慣性矩大啊。
碩士在讀時給老師打工,在某施工單位借住,監理經常要求施工單位做某一細部的計算。施工單位一群專科畢業,沒辦法,找到我,前前後後我幫著算了六七次。最大的一次給了我1000塊辛苦費。其餘的轉化成帶我體檢,帶我吃喝,還有我跟朋友吃飯的發票報銷。更重要的是對我態度都很好。
當然不能只有結構力學,混凝土結構還有鋼結構都略有涉獵,還有有限元軟體分析。
錢不多,對求學時期的我幫助還是挺大的。沒有,謝謝!
用應力的第一強度理論可以解釋粉筆被擰斷的時候,截斷線是45°螺旋線,特別好看,目測這個現象可以撩文科妹(????ω????)
好像用的都是高中的力學知識,大學的基本沒用上啊,就是用上了,估計我也忘了。
通下水道啊!
打遊戲的時候,比如吃雞....我會實測加計算,開傘和開槍預判....實力上升一個檔次....物理不白學....
有時候看東西翻不翻倒會取一下矩。或者一個東西為什麼那樣也會想一下為什麼。有用,但並沒太多卵用。那天裝燈泡看人字樓梯,怎樣就會摔。用到一般應該就三個平衡方程吧。
推薦閱讀:
※家長看到寶寶被其他小孩欺負,教他欺負回去,這樣做對嗎?
※對那些親戚感到很煩?
※在理髮師的慫恿下理了個短髮,但是周圍同學都說不好看,本人也非常後悔、難過,已經影響到日常生活了,有什麼好的處理辦法嗎?
※如何才能堅持記賬、理財?
※關於運動補劑,有沒有日常生活中常見的食物來替代?
TAG:日常生活 | 流體力學 | 力學 | 計算機輔助工程CAE | 結構力學 |