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"比萨斜塔"为何斜而不倒?

2023-07-31 14:15:01 本站作者:小啦 【 字体:

许多人了解比萨斜塔是从"伽利略和两个铁球的实验"开始的,尽管在课本里,比萨斜塔只是作为实验工具出现,但是它仍然吸引了我们的注意。为什么比萨斜塔以其倾角接近5度的"危险姿势"安然无恙地屹立百年?为什么历经四次大地震后,比萨斜塔依然可以以其独特的身姿"傲视群雄"?今天我们就用科学的态度走进比萨斜塔,一起去解开它倾而不倒的秘密。

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比萨斜塔位于意大利,是比萨大教堂的钟楼。这座圆形塔楼直径为16米,一共分为8层,每层内部都被放上了独有的钟,而外部则被连拱廊环绕。这座钟楼建于1173年,据说当比萨斜塔建到第3层时,因为一系列的宗教战争,这座塔被迫停工了。当一切尘埃落定时,人们又决定建完这座塔。据传这时塔身已经向南方倾斜,新的工程师们只能对塔进行补救,在完成第七层的建造以后,因为政治运动的影响,这座塔的建造再次停止了。

在1350年这座塔终于被建成了,而此时这座塔已经彻底形成了这样独特的外观!关于比萨斜塔不倒的原因,人们争论了几个世纪。甚至有人猜测,是设计师故意设计出的斜塔。而近几年,这个深藏百年的秘密才终于被人们解开。经过无数科学家的探索,最终确定,比萨斜塔不倒的原因,和一种名为"动态土壤结构相互作用"的现象有关。科学家表示,由于塔的高度、塔下柔软的土壤以及有大理石刚性构成的结构,三者间在偶然情况下形成相互作用,塔的高度和大理石的硬度与松软的土壤相结合,这可以让塔的振动性得到改变。也使地震发生时,比萨斜塔和地震运动不产生共鸣,这就是斜塔可以在四次大地震中依然挺立的秘密!

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而随着对比萨斜塔研究的不断深入,塔身倾倒的原因,也得到了科学的解释。从科学家分析来看,这座钟楼开始修建时应该被设计为直塔。但在建造开始时,这座钟楼就已经出现偏离正确位置的情况了。而它倾斜的原因,就是这座塔周围特殊的土壤结构。这座钟楼地基土层,不仅被不同的材料分为若干层,而且这些材料中还有柔软的黏土和沙质淤泥,而地基下的水位线也非常浅,大约在1米左右!

为了进一步研究,除了动态土壤结构相互作用外,还有哪些原因使这座钟楼不会倾倒。科学家还运用了许多先进仪器对钟楼进行检测,在科学家研究后发现,建造塔身的石块与石块之间,可以用极为巧妙的方式咬合,这样塔身就不会发生因为倾斜而引起的断裂,这也是这座塔不倒的重要原因之一!


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