生长的力量是什么意思

生长的力量是什么意思,第1张

生长的力量是什么意思 植物生长的力可以有多大?

这个问题不太好回答,因为算不出具体的数值。

但是力学有一个分支,研究的就是生物力学,简单给大家介绍下把。

1、生物力学从名字上,就直到生物力学研究的是生物的受力,包括动物、植物等等。

动物的骨骼、肉的受力特征,植物根茎页的受力特征,都是生物力学的研究范畴。

生物力学要解决的就是生物体的本构模型。

传统的材料不具备生长和自修复的特性,其力学响应就是获得应力-应变曲线(金属材料),这些本构模型都不需要考虑时间相关性。

但是,与传统的力学不一样,生物力学的对象具有生长和自修复的特点,而这些特点都与时间有关。

因此,生物力学的本构模型要复杂的多,不是简单的应力应变曲线就能描述的。

通常生物力学的本构模型从最本质的能量、动量、质量角度进行考虑。

生物力学是一个新兴的前沿交叉学科,是当前的一个研究热点。

目前看来,它与医学的结合最为紧密。

2、植物的生长之力很小的时候,就听说这么一个故事:以前医学不发达,人头骨无法无损分开。

于是有人想到了一个好主意,在头骨里种上了种子,种子发芽后把头盖骨顶开了。

可见,种子的生长之力很大。

这样的例子,到处都是。

比如石头下面的小树,长大后顶开巨石,缝隙里的小草,长大后撑裂石头,等等。

3、生长之力分析植物的根茎叶仍然属于固体,所以可以借助固体力学的一些方法。

不同的地方在于,根茎叶会生长,自身的强度会随时间慢慢变大。

我们以下图为例,棕色的土壤内有三颗种子,上面有一块巨石压着。

种子发芽后,破土而出,生命的本能让种子的芽寻找最佳的生长点。

破土后的芽,被石头压着,处于受压的一种状态下。

我们知道,绝大多数物体都是耐压不耐拉,所以受压的嫩芽并不会被压馈。

随着时间的推移,嫩芽慢慢长大长粗。

向上生长受阻后,会自己横着生长,直到遇到石头边界(a,c),或者石头内部缝隙(b)。

在边界处,芽一旦出来,就可以向上生长。

而在石头内部缝隙,情况就要艰难的多。

向上生长了一段时间后,怎么都无法长出去。

这时候,植物的根茎就会不断的强化,会把内部填充的满满的。

而对于石头,缝隙的尖端由于受到植物生长的力的作用,一直处于应力集中的状态下,一旦外界力过大,裂尖应力超出石头的极限应力,那么这个石头就会裂为两半。

植物的生长之力,能够破碎石头的原因也正在于此。

岩石的抗拉强度在2.7-17.6MPa之间,这个值并不大。

所以植物想要撑裂岩石,也没有想象的花了那么大的力气。

具体多大的力,跟石头具体的几何形状有关。

总结植物的生长之力看似巨大,其实用的也并非蛮力,而是利用了岩石自身的缺陷。

并且,外力作用下,植物大多是受压状态,一般都压不跨。

植物生长并不靠蛮力取胜,它们能承受一定的压力,但大多不像动物能主动发力,那是误会。

我小时候读过一个鸡汤故事,上面说,植物学家为了研究植物生长的力量有多大,于是用了坚硬的人类头颅来培育豆芽,结果就是豆芽生长起来后,把头骨撑裂了,于是感叹说,别看豆芽似乎十分柔弱,但它生长的力量十分巨大,足以把头骨撑裂,但这种故事一看就是鸡汤,没啥好讨论的,因为压根就不是真的,头骨上那么多洞,与此类似的鸡汤还有植物发芽时顶开头上的巨石云云。

图示:植物又不傻,为啥要顶开什么巨石,而不是顺着石头的缝隙生长呢?至于那些扎根在石头缝里的植物,把石头搞裂也不是靠生长的力量,而是靠水靠其他侵蚀作用,来将石头慢慢变成土壤。

图示:这裂缝和植物生长无关,是先有裂缝后有植物。

当然,许多植物组织具有强韧的特性,可以承受极大的压力,比如古人用植物来做弓身,就是看中了这一点,但注意这是被动承受压力,不是主动发力,这是两个完全不同的概念,否则也可以问问钢筋生长的力有多大了。

图示:号称可以射穿普通盔甲的长弓。

同样的道理,在自己家做葡萄酒的时候,在发酵的某个阶段会产生大量气体,因此产生巨大压力,但这也不能就此说成酵母菌的生长之力呀。

图示:自酿葡萄酒小心炸瓶正规厂家生产的家用小型酿酒设备通常都自带排气阀,比如下图这个单向排气阀,就能避免发酵中产生的大量气体可能造成的悲剧。

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