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Super科学秀网课之余的科学

  • 来源:本站原创
  • 时间:2020/10/11 2:15:45

网课之余的科学

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情境导入

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李独秀同学很容易在交谈中天秀起来,因此,他的快乐枯燥且乏味。

对此,调查员进行了独家采访,得知他的素材来源于生活中的科学。独秀同学表示,自己平时网课之余,喜欢看看新闻、打打《植物大战僵尸》,久而久之,言语谈吐变得优雅了许多。

那么,如何利用这些平常的不能再平常的东西,进行自我科学素养的提升、个人魅力的展现呢?让我们拨开层层迷雾,一探究竟。

正片开始

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震惊!这次虎门又牵动着中国人的心

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背景

正如之前所说,新闻是网课之余的消遣手段之一。

而这段时间,疫情的阴霾还未完全散去,曾经有过“林则徐销烟”壮举的广东省虎门镇,再次成为了全国上下的焦点中心:5月5日,广东虎门大桥桥面发生振动的视频在互联网上瞬间刷屏。在大家印象中坚不可摧的大桥居然以40厘米左右的幅度振动。桥上车辆中的乘客甚至产生了晕眩感,简直是好莱坞灾难大片的现实版。

我们不由得“细思恐极”:大桥设计是否存在缺陷?施工中是否出现了严重失误?虎门大桥是否有垮塌的危险?一时间,担忧、恐惧、疑惑诸多感情集于一身。那么今天在这里,抛开政治效应不谈,我们将从原因与解决措施两个角度,全方位解读一下这个现象。

波折

对于这次罕见的大桥振动事故,许多桥梁工程专家第一时间给出的合理解释是,桥面安装的水马引起了涡振。

水马是割路面的注水塑制障碍物。当气流涡振绕过结构时,会产生周期性的漩涡脱落,当这个漩涡脱落的频率与结构的固有频率相近时,就会发生大幅度的共振。

然而,事情并没有结束,水马撤除后,虎门大桥依然产生了小规模的“余振”,与此同时,几张虎门大桥吊索锈蚀断裂的照片再次在网络上疯传。那么,会不会是因为吊索的锈蚀才引起大桥的振动?小小的水马真的是引发大桥振动的罪魁祸首吗?

首先我们来看看第一个犯罪嫌疑人——吊索。如果吊索的断裂要引起大桥的振动,大概只有两种可能:

①一种是吊索的断裂导致了结构整体刚度的下降。

据统计虎门大桥一共有数百根吊索,少数吊索的断丝问题很难引起桥梁整体的动力特性改变,而如果大量的吊索断裂,那虎门大桥恐怕早就濒临垮塌。因此这种说法不攻自破。

年7月,克罗地亚杜布罗夫尼克大桥,就发生了严重的吊索事故,在狂暴的风雨中,大桥的吊索放飞了自我。而它放飞自我的原因,就是吊索的振动。

②第二种可能是吊索的振动引起主梁的振动。

在这种情况下,拉索之间出现了碰撞,导致拉索的HDPE保护套破裂,桥塔上用来锚定拉索的高强螺栓脱落掉在了桥面。但是我们从现有的网络视频中,可以看出桥面的振动幅度很小,从而说明由于吊杆振动引起虎门大桥振动的说法,基本可以排除。

最后,“那群”科学家站了出来。他们解释,这种振动叫做风雨振。

其实大家可能有印象,中学时代化学实验中化学老师不断地强调“玻璃棒的作用是引流”,它们是一样的原理。在下雨时,大桥上一定倾斜角的拉索就会像玻璃棒一样给雨水“引流”,而雨水呢,会在拉索表面流动形成了水线。正是因为这种2~3毫米的水线改变了截面的形状,改变了结构受到的气动力,引起了拉索的发散性振动,从而导致了风雨振的发生。

事实上,类似的振动在全世界范围内时有发生,像俄罗斯的伏尔加河大桥、年的东京湾大桥、以及韩国的珍岛大桥都发生过类似的振动问题。

解决

开门见山,要解决这类问题,就要“开流节源”。

所谓“开流”,就是把大桥无处安放的振动能量再传递给其他结构,找个背锅侠承受这些振动的能量。

在土木工程中就有一位专业的背锅侠,他的名字叫做调谐质量阻尼器,简称TMD。将TMD的振动频率调整得和大桥的振动频率一样就可以进行能量传递了。

另一个便是“节源”,就是通过采取一些方法减少大桥振动能量的输入。最直接的方法就是可以通过改变桥梁形状的方法解决涡激振动。

结语

上述两种方法并不需要对大桥做大手术,在实践中也可以很好地解决了涡振问题。事实上,这些解决措施本身并不难,难点主要还是需要通过实验进行验证,因此现在还需要多给专家们一些时间。相信我们的专家设计师们!相信假以时日,经过适当加固改造后,虎门大桥又可以正常投入运行。

“植物大战僵尸”的那些事

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背景

不知不觉,网课已经进行到了第十一个周目,为了缓解网课带来的压力,我翻出了主机里的《植物大战僵尸》。伴随着熟悉的BGM,种下植物,抵抗一波又一波的僵尸进攻。说来这游戏可真神奇,可怜的僵尸要历经艰辛才能吃到脑子,抬棺师都失业了。可以发射的豌豆、能够爆炸的蘑菇、还有“吃人不眨眼”的食人花,植物竟然也能变身成为威力强大的武器。

有趣的是,有些植物的超能力并非凭空杜撰,而是它们在大自然中安身立命的真本事。那么今天我就试着简单盘点一下这些有真本事的高手。

举例

豌豆射手

在游戏中,它可以“BiuBiuBiu”地发射豌豆,而在现实中也是可以迸裂果实的。

窝瓜

在游戏中,威力巨大的窝瓜凭借轻松碾压僵尸的本领深入人心。而现实中,窝瓜成熟后也可能从空中砸下来。可能主创不经意间曾看到过窝瓜砸下,才有了这创意。

食人花

威力同样不俗的食人花,”啊呜”一口便能吃掉一整个僵尸,看起来令人胆战心惊。那么,食人花在地球真实存在吗?答案显然是否定的。不过如果尺度放在小型昆虫的大小,食人花的原型很容易被我们找到,那就是著名的食虫植物捕蝇草。

捕蝇草的肉食特性常让人以为它很凶猛,其实它只是情非得已。这是因为捕蝇草的生长的环境十分恶劣,周围能够吸收的有机物极度匮乏。万般无奈捕蝇草才会剑走偏锋选择食虫的道路。

在长期的演化中,捕蝇草形成了类似兽夹结构的捕虫器,其叶片上的尖刺在闭合时可以紧紧相扣,令叶片像铁笼般坚固,将猎物牢牢锁死在其中,最后将昆虫杀死并消化吸收。

我相信看到这,一定会有人问:如果太小怎么办?凉拌——那就放开呗,不值得的事我不做。这样使得牢笼内昆虫能够钻出来,同时兽夹会再次打开,等待更大的猎物靠近。

香蒲

在游戏的后期,趴在睡莲上,喜欢到处发射小刺刺的香蒲草可以说是长相最可爱的植物之一。然而,真正的香蒲并没有可爱的猫猫头,也不能喷射小尖刺,更不会喵喵叫。

但香蒲尾巴形状还是很吻合的。作为一种水生植物,香蒲常见于湖泊、池塘、沼泽、溪流边,那些生长在水边的一串串“烤肠”。正是香蒲属植物的雌花序。

香蒲真正有趣之处还是果子炸裂的过程。在果熟期,香蒲的绒毛会源源不断地涌出来,这时,香蒲的种子借助爆裂的力量和风力可以传播得很远。

并且香蒲的种子具有极易点燃的特点。古时候,香蒲的种子会被用作引火工具,同时因为香蒲种子毛茸茸的特点,香蒲的种子还可以作为枕芯或衣服的填充物。

重点是香蒲还可以吃!香蒲新生鲜嫩的根状茎,是云南过桥米线的点睛之物!借用“人间有味是清欢”来形容香蒲的清鲜最合适不过了。

魅惑菇

在《植物大战僵尸》中,还有一众菇类植物武器。其中让我印象最深的就是色彩斑斓还有点可爱的魅惑菇。魅惑菇她身材娇小,却可以让各路僵尸乖乖听话。而在现实生活中,魅惑菇与云南著名菌菇——美味又致命的见手青甚为相似。见手青是云南常见的野生食用菌之一,是民间对子实体伤变后呈靛蓝色的一类牛肝菌的通称。这类菌菇如若处理不好极易中毒,中毒者除了上吐下泻外,还伴有致幻反应。产生幻觉的人与被魅惑菇魅住的僵尸的表现极为相似。

大喷菇

同样在自然界中,一类名为“马勃”的菌菇也能喷射出大量“烟雾”,它们形状颜色各异,只要轻轻一捏,就会“噗嗤噗嗤”地喷出烟雾,十分好玩,甚至还有些治愈。当然,除了好玩,常见的一些马勃还可以食用,但要趁它幼嫩时采食。因为幼嫩的马勃肉质紧实,简单烹制便是一道美味。而成熟后的马勃除了卖相差外,还有一定的毒性!

结语

近年来游戏市场更新换代速度极快,但经典终归是经典,就像餐桌上不变的美味。即使近几年各类游戏如雨后春笋层出不穷,《植物大战僵尸》依然为很多人所爱。而各种各样的植物,既能在游戏中成为威力强大的武器,也能在现实中上得了大自然残酷的生存战场,只要你细心发掘,就能找到藏在它们背后的有趣故事。

尾声

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好啦,本次节目到此结束,相信你也能一枝“独秀”。校对贺睿智,审核王建翔,编辑肖坤、盆宇洁、刘卓,我们在这里,再次感谢大家的驻足观看!

排版策划

新媒体张译元

播音

播音部立夏兜兜

导播

导播部凌雨枫田周子

供稿

编辑部肖坤盆宇洁刘卓

校对

节目组长贺睿智

审核

节目总监王建翔

预览时标签不可点


本文编辑:佚名
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