雨傘彈簧結(jié)構(gòu)中包含的巧妙力學(xué)原理

  雨傘彈簧是生活中不可缺少的物品，用來遮風(fēng)、擋雨和防曬。從結(jié)構(gòu)上雨傘可分為手動式、半自動式和全自動式三種。手動式雨傘的開、合都需要人工手動來完成。半自動雨傘可自動打開，收起則需人工完成。全自動雨傘的開、合均可自動完成。其中，半自動雨傘是最常見的。雨傘彈簧的主體結(jié)構(gòu)由傘柄、傘骨、傘面三部分組成。傘柄是雨傘的主心骨，對雨傘整體起支持作用。傘骨支撐整個傘面，負(fù)責(zé)傘面的開合。傘面則起著擋雨遮陽的作用。

  傘柄上有一根強(qiáng)力壓縮彈簧，雨傘彈簧正是依靠它強(qiáng)大的彈力將傘面撐開的。但是，仔細(xì)觀察我們會發(fā)現(xiàn)，彈簧的兩端均不固定，其自身可沿著傘柄整體上下滑動，彈簧在撐開雨傘的同時(shí)，將自身也舉了起來。試想，彈簧自身是有重量的，傘面和傘骨也有重量，為什么彈簧不但能克服自身的重量，還能克服傘面和傘骨的壓力將自身舉起，將雨傘撐開呢？乍一看，這似乎違背了萬有引力定律。
  雨傘彈簧結(jié)構(gòu)看似簡單，其實(shí)它里面包含了巧妙的力學(xué)原理，現(xiàn)具體分析如下。雨傘彈簧具有傘柄呈四周放射狀對稱的結(jié)構(gòu)，我們沿一對兒傘骨畫出雨傘的縱剖面圖，如圖2所示，圖中字母標(biāo)記的各點(diǎn)均由鉸鏈連接。