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剛體、彈性體、塑性體 投稿類別:工程技術類 篇名: 剛體、彈性體、塑性體 作者: 陳羿宇。高雄市立中正高級工業職業學校。建築二忠 指導老師: 張簡宏裕、王龍盛老師 1 剛體、彈性體、塑性體 壹●前言 一、研究動機 2002.9.11 對美國人而言這一天是他們歷史上的一道傷痕，兩架由恐 怖分子挾持的飛機，一頭撞上雙子星大樓，造成數萬人傷亡，也造成全球 性的經濟恐慌，此時只要建築物為一剛體，受外力作用後其形狀大小均保 持不變，飛機撞上後建築物將安然無恙。 1999.9.21是台灣人心中永遠忘不了的一個日子，就在大家熟睡之際， 忽然地牛翻身，南投車籠埔斷層發生芮氏規模8 的地震，全國人民從床上 驚醒，更有許多人的家儼然倒塌，許多人活活被壓死，如果這建築物是一 座彈性體，受外力作用而變形，當外力除去後，仍完全恢復原狀，房屋也 許不會倒塌，也就不會有如此多的人受傷。 剛體、彈性體、塑性體就建築材料而言是一個理想體，但假設有一天 有人找到這些材料 ，建築的歷史將會全面改寫。 二、研究目的 (一)實驗與研究找出最接近剛體、彈性體及塑性體的材料 (二) 剛體、彈性體及塑性體與建築物之應用 三、研究方法 就手邊可得的材料不斷實驗，找出最符和剛體、彈性體及塑性體之材 料，並探討它能夠成為建築物的哪一部份。 貳●正文 一、剛體(Rigid body) 定義-受外力作用後其形狀大小均保持不變者，剛體只是一個“理想 體”。 2 剛體、彈性體、塑性體 試驗一:鐵尺 原本想幾乎每種東西用鐵尺(圖一)敲都會缺角，所以就拿鐵尺當剛 性材料的第一個試驗，沒想到用鐵尺互敲就能夠使另一把鐵尺呈現鋸齒 狀(圖二) ，所以鐵尺並非最接近剛體的材料。 (圖一)鐵尺變形前 (圖二)鐵尺變形後 3 剛體、彈性體、塑性體 試驗二:玉 模式硬度表(表一) 中“玉”(圖三)屬於滿堅硬的物體，所以我就拿 做實驗，一開始無論怎麼敲，怎麼打都沒辦法破壞，最後好不容易才在 尾巴留下一道痕跡(圖四) 。 (圖三)玉變形前 (圖四)玉變形後 4 剛體、彈性體、塑性體 (表一)模式硬度表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 滑石 石膏 方解 螢石 磷灰 正長 石英 黃玉 剛玉 金剛 石 石 石 石 二、彈性體 定義:物體受外力作用而變形，當外力除去後，仍完全恢復原狀者。 試驗一:橡皮筋 橡皮筋原長5 公分，拉長至20 公分時可完全恢復原狀，拉長至30 公分時亦可恢復，但拉長至35 公分時，彈回後長度變成6 公分(產生變形) ， 拉長至40 時橡皮筋斷裂。 橡皮筋伸長量介於1~27 時為彈性體，超過27 後即產生變形，超過 40 橡皮筋斷裂，橡皮筋非彈性體。(表二) (表二)橡皮筋之實驗數據 伸長量 彈回後長度