蒙古包中物理效應(yīng)

1、蒙古包中的物理效應(yīng)蒙古包中的物理效應(yīng)親愛的老師、同學(xué)們，大家好！親愛的老師、同學(xué)們，大家好！我來自美麗的內(nèi)蒙古高原。我來自美麗的內(nèi)蒙古高原。那里有美麗的自然風(fēng)光。那里有美麗的自然風(fēng)光。遼闊的草原還養(yǎng)育了勤勞智慧遼闊的草原還養(yǎng)育了勤勞智慧的蒙古人。的蒙古人。敕勒歌敕勒歌北朝樂府北朝樂府 敕勒川，陰山下，敕勒川，陰山下， 天似穹廬，籠蓋四野。天似穹廬，籠蓋四野。 天蒼蒼，野茫茫，天蒼蒼，野茫茫， 風(fēng)吹草低見牛羊。風(fēng)吹草低見牛羊。如歌中所唱, ,遼闊的天空籠罩著一望無際的草原, ,如同穹廬, ,那么什么是穹廬呢? ?Question1:穹廬：用氈布搭成的帳篷，即蒙古包。穹廬：用氈布搭成的帳篷，即蒙古

2、包。蒙古包是蒙古蒙古包是蒙古等游牧民族傳等游牧民族傳統(tǒng)的住房統(tǒng)的住房, ,古古稱穹廬，自匈稱穹廬，自匈奴時(shí)代起就已奴時(shí)代起就已出現(xiàn)并沿用至出現(xiàn)并沿用至今。今。蒙古包是一種圓形尖頂?shù)奶祚肥阶∶晒虐且环N圓形尖頂?shù)奶祚肥阶∥?，由木柵屋，由木?，撐桿，撐桿 ，包門，包門 ，頂，頂圈圈 ，襯氈，襯氈 ，套氈及皮繩，鬃繩等，套氈及皮繩，鬃繩等部件構(gòu)成。部件構(gòu)成。稱作稱作“烏尼烏尼”的撐的撐桿和頂圈插結(jié)則構(gòu)桿和頂圈插結(jié)則構(gòu)成了蒙古包頂部的成了蒙古包頂部的傘形骨架傘形骨架, ,長蓋傘骨長蓋傘骨狀圓頂，與側(cè)壁連狀圓頂，與側(cè)壁連接。接。 木柵蒙語稱木柵蒙語稱“哈納哈納”，是用細(xì)木桿，是用細(xì)木桿交叉編扎成的網(wǎng)片

3、，網(wǎng)片和包門連接交叉編扎成的網(wǎng)片，網(wǎng)片和包門連接起來形成一個(gè)圓形的墻架，大約起來形成一個(gè)圓形的墻架，大約6060根根被被蒙古包的建筑特點(diǎn)與蒙古人的生活有什么聯(lián)系,其中又有什么科學(xué)原理呢?Question2:圓形錐頂是蒙古包的一大特點(diǎn)，圓形錐頂是蒙古包的一大特點(diǎn)，其中蘊(yùn)含著蒙古民族對天地日月其中蘊(yùn)含著蒙古民族對天地日月的認(rèn)識且寄托著蒙古民族的美好的認(rèn)識且寄托著蒙古民族的美好愿望。愿望。從力學(xué)角度來說: :蒙古包側(cè)壁呈圓筒狀，蒙古包側(cè)壁呈圓筒狀，無平面及棱角，外力無平面及棱角，外力撞擊時(shí)容易把力傳遞撞擊時(shí)容易把力傳遞開去。圓筒狀堅(jiān)固、開去。圓筒狀堅(jiān)固、無迎風(fēng)面，化解風(fēng)的無迎風(fēng)面，化解風(fēng)的正壓力。正

4、壓力。同時(shí)，錐形同時(shí)，錐形曲率大，曲率大，承受力也大，結(jié)構(gòu)承受力也大，結(jié)構(gòu)最最穩(wěn)定。同時(shí)考慮到穩(wěn)穩(wěn)定。同時(shí)考慮到穩(wěn)定性，堅(jiān)固性，高度，定性，堅(jiān)固性，高度，容積，表面積，則圓容積，表面積，則圓筒，圓錐，拱形所成筒，圓錐，拱形所成包形是最佳結(jié)構(gòu)。包形是最佳結(jié)構(gòu)。用手掌握雞蛋不容易用手掌握雞蛋不容易握碎也是這個(gè)道理握碎也是這個(gè)道理! !蒙古氣候多風(fēng),小小的蒙古包怎樣抵抗能吹走牛羊的狂風(fēng)呢?Question3:由流體力學(xué)角度，一般房屋在狂風(fēng)由流體力學(xué)角度，一般房屋在狂風(fēng)吹過屋頂時(shí)，由伯努利原理吹過屋頂時(shí)，由伯努利原理,會對屋會對屋頂產(chǎn)生向上的吸力，將房屋卷走。頂產(chǎn)生向上的吸力，將房屋卷走。伯努利，伯努

5、利，D(Bernoulli，Daniel)1700年年2月月8日日-1782年年3月月17日日.數(shù)學(xué)、物數(shù)學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)家理學(xué)、醫(yī)學(xué)家其其伯努利定伯努利定律律適用于沿著一條流線的穩(wěn)適用于沿著一條流線的穩(wěn)定、非粘滯、不可壓縮流，定、非粘滯、不可壓縮流，在在流體力學(xué)流體力學(xué)和和空氣動力學(xué)空氣動力學(xué)中中有關(guān)鍵性的作用。有關(guān)鍵性的作用。伯努利原理丹尼爾丹尼爾伯努利在伯努利在17261726年首先提出的原理年首先提出的原理的內(nèi)容是：在水流或氣流里，如果速度小，的內(nèi)容是：在水流或氣流里，如果速度小，壓力就大，如果速度大，壓力就小。壓力就大，如果速度大，壓力就小。應(yīng)用應(yīng)用: :飄浮在氣流里的很輕的飄浮在氣

6、流里的很輕的小球。氣流沖擊著小球，不讓小球。氣流沖擊著小球，不讓它落下來。當(dāng)小球一跳出氣流，它落下來。當(dāng)小球一跳出氣流，周圍的空氣就會把它推回到氣周圍的空氣就會把它推回到氣流里，因?yàn)橹車目諝馑俣刃?，流里，因?yàn)橹車目諝馑俣刃。瑝毫Υ?，而氣流里的空氣速度壓力大，而氣流里的空氣速度大，壓力小。大，壓力小?一般房屋在狂風(fēng)一般房屋在狂風(fēng)吹過屋頂時(shí)，屋吹過屋頂時(shí)，屋頂氣流速度大，頂氣流速度大，壓力就小壓力就小, ,屋內(nèi)屋內(nèi)氣流速度小，壓氣流速度小，壓力就大，內(nèi)外氣力就大，內(nèi)外氣壓不平衡壓不平衡, ,對屋對屋頂產(chǎn)生向上的吸頂產(chǎn)生向上的吸力，將房屋卷走。力，將房屋卷走。外部氣壓小外部氣壓小內(nèi)部氣壓大內(nèi)部

7、氣壓大內(nèi)外內(nèi)外氣壓不平衡氣壓不平衡產(chǎn)生向上的力產(chǎn)生向上的力而蒙古包套努露天( (如上圖),),不但透光，通風(fēng)，還抗狂風(fēng)，吸力被蒙古包頂泄出的氣流抵消了。而且風(fēng)無論從哪個(gè)方向來，而且風(fēng)無論從哪個(gè)方向來，都會在蒙古包上空形成一個(gè)都會在蒙古包上空形成一個(gè)低壓區(qū)，所以蒙古包中爐子低壓區(qū)，所以蒙古包中爐子特別好燒特別好燒,無倒煙現(xiàn)象。無倒煙現(xiàn)象?，F(xiàn)代鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)造現(xiàn)代鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)造成正壓，易漏煙，成正壓，易漏煙，濺火，有安全隱患。濺火，有安全隱患。而蒙古包原理與現(xiàn)而蒙古包原理與現(xiàn)代煙囪傘形風(fēng)帽利代煙囪傘形風(fēng)帽利用風(fēng)力產(chǎn)生吸力的用風(fēng)力產(chǎn)生吸力的原理相同。原理相同。煙囪傘形風(fēng)帽不是遮煙囪傘形風(fēng)帽不是遮雨用的雨用

8、的! !住蒙古包會冷嗎? ?Question4:蒙古地方自古奇蒙古地方自古奇寒，寒，“三九的嚴(yán)三九的嚴(yán)寒，會凍裂三歲寒，會凍裂三歲牛的犄角牛的犄角”。然。然而蒙古人世世代而蒙古人世世代代居住的蒙古包，代居住的蒙古包，沒聽說凍壞一個(gè)沒聽說凍壞一個(gè)人的，蒙古包甚人的，蒙古包甚至有冬暖夏涼的至有冬暖夏涼的特點(diǎn)。特點(diǎn)。蒙古包下圓上錐，蒙古包下圓上錐，從熱學(xué)角度，從熱學(xué)角度，在材在材料相同條件，球形料相同條件，球形有最大容積和最小有最大容積和最小散熱面積，其次是散熱面積，其次是圓筒形。圓筒形。冬天包里冬天包里有火，氈包加厚，有火，氈包加厚，隔風(fēng)性能較好，故隔風(fēng)性能較好，故包內(nèi)很溫暖。包內(nèi)很溫暖。我們用的

9、鍋都做成半球我們用的鍋都做成半球體而不是立方體體而不是立方體! !蒙古包結(jié)實(shí)嗎?會不會塌掉?Question5:大多數(shù)蒙古人是游牧部落大多數(shù)蒙古人是游牧部落, ,而蒙古包是獨(dú)特的活動房子，而蒙古包是獨(dú)特的活動房子，為便于搬運(yùn)，其支撐骨架必為便于搬運(yùn)，其支撐骨架必須密度小，自重小。蒙古包須密度小，自重小。蒙古包用木頭支架，輕便，減輕自用木頭支架，輕便，減輕自重，易裝卸、運(yùn)輸。有人擔(dān)重，易裝卸、運(yùn)輸。有人擔(dān)心其會支撐不了頂部重量。心其會支撐不了頂部重量。其實(shí)這種擔(dān)心是不必要的。木頭支架自重其實(shí)這種擔(dān)心是不必要的。木頭支架自重小而強(qiáng)度大小而強(qiáng)度大, ,同時(shí)蛋殼形拱頂設(shè)計(jì)能散力同時(shí)蛋殼形拱頂設(shè)計(jì)能散力

10、, ,可承受較大正壓力可承受較大正壓力, ,減輕自重，在強(qiáng)度不減輕自重，在強(qiáng)度不高的情況下仍能穩(wěn)固支撐。高的情況下仍能穩(wěn)固支撐?，F(xiàn)代很多建筑采現(xiàn)代很多建筑采用堅(jiān)固的用堅(jiān)固的蛋殼形蛋殼形拱頂設(shè)計(jì)以增大拱頂設(shè)計(jì)以增大跨度跨度, ,圖為國家大圖為國家大劇院。劇院。蒙古包還有什么特點(diǎn)?Question6:蒙古包的一個(gè)獨(dú)特之處是蒙古包的一個(gè)獨(dú)特之處是其造型具有其造型具有記時(shí)性功能記時(shí)性功能，這是蒙古包與其他任何居這是蒙古包與其他任何居室相區(qū)別的一大特點(diǎn)。室相區(qū)別的一大特點(diǎn)。也是蒙古人民對光學(xué)及天也是蒙古人民對光學(xué)及天文知識的應(yīng)用。文知識的應(yīng)用。蒙古包一般有蒙古包一般有6060根烏尼桿。每根根烏尼桿。每根烏尼桿之間成烏尼桿之間成6 6度角，圍繞天窗度角，圍繞天窗的的6060根烏尼桿形根烏尼桿形成成360360度角。這種度角。這種角度分配與現(xiàn)代角度分配與現(xiàn)代的鐘表相一致。的鐘表相一致。一天中陽光從天窗射入蒙古包一天中陽光從天窗射入蒙古包內(nèi)，光線在包內(nèi)順時(shí)針繞一圈，內(nèi)，光線在包內(nèi)順時(shí)針繞一圈，牧民根據(jù)光線射在不同的位置，牧民根據(jù)光線射在不同的位置，把一晝分為把一晝分為12141