橋がアーチ形なのはなんで?

科学
  • 答えは、上からの力にとても強く、美しいから。
美しいでしょう? それにこう見えて私、強いんです!

  • 上から棒に力を加えると、
  • 圧縮力:材料の中の上部に働くものを押し潰す力
  • 引張力:材料の中の下部に働くものを引っ張る力
  • ――が生まれて、棒は下向きにたわむ。
  • だがしかし! アーチ形の橋だと、
  • 鉛直力:上からの縦の力
  • 水平力:アーチを広げようとする横の力
  • ――が生まれる。さらに、地盤もこれを支えようとする水平力が生まれる。
  • すなわち「たわみにくい強い橋になる!」ってわけね。
  • こうして昔は、固い石やレンガを使ってアーチ形の橋や水道橋が造られた。
  • (昔からこういう理屈が知られていたのってホントすごいって思うよね!)
  • そこで重要なのは実は「橋の端」って話ね(シャレじゃないんだからね!)
  • 端をきちんと固定しないとアーチが変形して壊れてしまう。
  • 現在ではアーチ以外の形の橋も多く見られるよね。
  • これは鋼材やワイヤー、コンクリートなどが普及したおかげなんだ。
  • それからアーチは強度だけじゃなくて「曲線の美しさ」を持ってる。
  • 大きな橋は人々の目によく入るもの、だから美しさも重要だもの!
  • そんな理由から現在でもアーチが採用されることがあるよ。
  • あと熊本城の石垣は反らせてアーチを作り、敵が登りにくくなっていた!
  • 街の中のアーチを探して、その理由を調べてみると意外な発見があるかも?
  • (これ、自由研究にいいんじゃね? って、ふと思ったやつね)

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