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不知道你留意过没有,自然界里的树木虽然种类极其繁多,而且树冠、树叶、花、果实的形状也千变万化,但树木都有一个共同点:几乎所有树木的树干都是圆柱形的。这是为什么呢?
首先我们明白树干呈圆柱形的树木是适应了自然环境而生存下来的,是经过几千年几万年的选择而生存下来的。但我们能不能用科学道理作些具体的认识呢?经过研究,我们可以从几何学、物理学、生物学上作些分析:
一、圆柱形树干有利于树木生长
简单的几何学知识告诉我们,当周长相同时,圆的面积比其他任何形状的面积都要大。注意一下你平时使用的各种塑料吸管,其形状都是圆柱形的。这样的形状能够使吸管用材最省,且输液最快。生活中你还可以发现,各种管道也制成圆柱形,以便最大限度地提高输送能力。树木生长依靠茎来支持、运输水分和其他养分,树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担,虽然木本植物的茎会逐年加粗,但是在一定时间范围内,茎的木纤维数量是一定的,也就是树木茎的横截面积一定。因此圆形树干、树枝中导管和筛管的分布数量要比其他形状的多得多,输送水分和养料的能力就要大,有利于树木生长。
二、圆柱形树干具有最大的支撑力
科学实验告诉我们,相同质地、相同质量的物体,制成圆柱形时具有最大横向承受力。各种钢缆、钢筋大多制成圆柱形,用于斜拉桥、各类钢架等。自然界中的树木需要承受自身重量,特别是有些树木高大树冠的重量全靠一根主干支撑,如果是硕果累累的果树,挂上成百上千的果实,更需强有力的树干支撑,而圆形的树干具有最大的支撑力。
三、圆柱形树干能防止外来的伤害
树干横截面呈圆形,可以减少外界对树干的损伤,具有更强的机械强度,能经受住来自各个方向风的袭击。同时,受风力的影响,树干各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,树干承受的阻力大小相似,树干不易受到破坏。电线杆、一些高层建筑就是从圆柱形树干能抵抗风力得到启发,从而设计建造起来的。
树皮是树木输送营养物质的通道,皮层一旦中断,树干就会死亡,而树木是多年生的植物,其一生难免要遭受很多外来的伤害,如动物咬伤、机械损伤,特别是自然灾害的袭击。如果树干是方形的、扁形的或是其他棱角形的,都容易受到外界伤害,如各种动物就能很方便地啃光树皮。圆柱形树干更能够抵抗风吹雨打,圆柱形的树干不论风从哪个方向吹来,不论风卷着尘沙杂物从哪个方向来都容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的只是很小的一部分。在外力作用下,圆柱形的树木不容易被碰伤。可见,圆柱形是最理想的形状了。
看来树木也可以称为科学家了,你看它是多么的聪明,应用的原理是如此的简捷有效,怪不得树木能抵风抗雨,千年不倒了。
(责任编辑 覃敬川)
首先我们明白树干呈圆柱形的树木是适应了自然环境而生存下来的,是经过几千年几万年的选择而生存下来的。但我们能不能用科学道理作些具体的认识呢?经过研究,我们可以从几何学、物理学、生物学上作些分析:
一、圆柱形树干有利于树木生长
简单的几何学知识告诉我们,当周长相同时,圆的面积比其他任何形状的面积都要大。注意一下你平时使用的各种塑料吸管,其形状都是圆柱形的。这样的形状能够使吸管用材最省,且输液最快。生活中你还可以发现,各种管道也制成圆柱形,以便最大限度地提高输送能力。树木生长依靠茎来支持、运输水分和其他养分,树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担,虽然木本植物的茎会逐年加粗,但是在一定时间范围内,茎的木纤维数量是一定的,也就是树木茎的横截面积一定。因此圆形树干、树枝中导管和筛管的分布数量要比其他形状的多得多,输送水分和养料的能力就要大,有利于树木生长。
二、圆柱形树干具有最大的支撑力
科学实验告诉我们,相同质地、相同质量的物体,制成圆柱形时具有最大横向承受力。各种钢缆、钢筋大多制成圆柱形,用于斜拉桥、各类钢架等。自然界中的树木需要承受自身重量,特别是有些树木高大树冠的重量全靠一根主干支撑,如果是硕果累累的果树,挂上成百上千的果实,更需强有力的树干支撑,而圆形的树干具有最大的支撑力。
三、圆柱形树干能防止外来的伤害
树干横截面呈圆形,可以减少外界对树干的损伤,具有更强的机械强度,能经受住来自各个方向风的袭击。同时,受风力的影响,树干各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,树干承受的阻力大小相似,树干不易受到破坏。电线杆、一些高层建筑就是从圆柱形树干能抵抗风力得到启发,从而设计建造起来的。
树皮是树木输送营养物质的通道,皮层一旦中断,树干就会死亡,而树木是多年生的植物,其一生难免要遭受很多外来的伤害,如动物咬伤、机械损伤,特别是自然灾害的袭击。如果树干是方形的、扁形的或是其他棱角形的,都容易受到外界伤害,如各种动物就能很方便地啃光树皮。圆柱形树干更能够抵抗风吹雨打,圆柱形的树干不论风从哪个方向吹来,不论风卷着尘沙杂物从哪个方向来都容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的只是很小的一部分。在外力作用下,圆柱形的树木不容易被碰伤。可见,圆柱形是最理想的形状了。
看来树木也可以称为科学家了,你看它是多么的聪明,应用的原理是如此的简捷有效,怪不得树木能抵风抗雨,千年不倒了。
(责任编辑 覃敬川)