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1亿8千万年前,自然界就开始了它最有创造性的工程设计。那时,圆蛛(蜘蛛一种)就织出了能有效地捕捉飞虫的圆形网。这样柔弱的一张网是怎样分散这么大的动能?这张网能够捕捉到多大飞虫而蛛丝不断?究竟是由于它的丝好还是它的结构好呢?
为了解这些问题,英国牛津大学物理学家唐纳德·艾德蒙兹、生物学家弗里兹·沃尔拉斯和结构工程师洛雷恩·林用计算机模型分析了蜘蛛网结构。“我们试着分析了这张网设计方法”,艾德蒙兹说,“我们编制了一套程序,让汽车向整张网撞去并将它撞破,然后分析这种变形作用。”研究人员将单根丝、丝是怎样连接以及昆虫撞击网这些实验资料都输入了计算机。“如果蜘蛛网抵挡不住昆虫撞击,于是要么昆虫突破这网,要么被弹出,好像在蹦床上弹跳一样。”艾德蒙兹说,“通过模拟,我们意外地发现,空气动力学引起衰减在捕捉昆虫
上起了很大的作用。在昆虫这一动量规模上,空气阻力起了很大作用。当整张网在空气中来回摆动时能量被分散了。”
为了证实计算机模拟的结果,他们三个又进行了实验。“我们用聚苯乙烯泡沫塑料作炮弹轰击了真正蜘蛛网,”沃尔拉斯说,“在这种情况下,我们发现空气是很黏滞的,就像在水中拖拉绳一样。”
科学家们还分析了网平衡力和张力独一无二的几何形态,证明力被分配到整张网面之上。林说,“为了解决结构问题,建筑学家和工程师们总是在不断地寻找新方法。实际上,大自然就是最好的老师,例如,蜘蛛网不但结构美观,而且力学分配极为合理”。
第 41 题 文章首句中“最有创造性工程设计”指的是什么?( )
A.蜘蛛
B.人类建筑
C.森林
D.蜘蛛网
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