다리의 모양이 원통 모양일 때 더 잘 버티는 이유?
보통 강의 다리 같은 걸 보면 삼각기둥이나 사각기둥보다는 원통(원기둥) 모양으로 만드는 경우가 많은데, 이게 더 잘 버티는 과학적인 원리가 따로 있을까요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
말씀하신 구조는 아치구조입니다.
아치구조에서 만일 힘이 위에서 누르면 그 힘이 아치형태를 따라 양옆으로 전해지며 구조물 전체로 골고루 분산되게 됩니다.
즉, 어느 한 지점에 무게가 집중되지 않기 때문에 다리가 가진 강도를 최대한 활용할 수 있는 것입니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
보통 강의 다리를 만들 때 원통 모양으로 만드는 이유는 더 잘 버티기 때문입니다. 이에 대한 과학적인 원리는 물리학의 구조 강도와 관련이 있습니다. 원통 모양은 압력을 균일하게 분산시키는 구조로 압력이 가해졌을 때 강도를 최대한 유지할 수 있도록 설계되었습니다. 이는 다리의 중심축을 따라 압력이 분산되기 때문에 더 많은 하중을 버틸 수 있게 됩니다. 반면 삼각기둥이나 사각기둥은 각 꼭지점에서 압력이 집중되기 때문에 더 취약한 구조입니다. 따라서 다리를 더 잘 버티기 위해서는 원통 모양이 더 적합하다고 할 수 있습니다. 이러한 이유로 보통 강의 다리는 원통 모양으로 만들어지는 것입니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.
콘크리트 다리나 돌다리 같은 경우에는 아치형 구조로 만들면 압축력에 잘 버티는 모양이 됩니다
콘크리트나 돌은 압축력에는 강하지만 휨응력에는 약하기 때문에 이처럼 아치 구조로 만들면 누르는 힘을 옆으로 분산시켜서 하중을 줄이고
변형을 막는 구조가 되기 떄문에 다리나 터널등에 많이 사용되는 공법입니다
장도연이 추천하는 아하!
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