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因為六邊形結構是圓柱形的,實用性也很好,六邊形也更適合蜜蜂的身體結構,非常經濟,所以蜂箱是六邊形的。
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這樣可以更經濟,符合幾何定律,並且可以使整個巢穴更安全。
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這樣可以節省材料,使用起來更方便,因為每個邊緣都是共享的。
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因為蜂巢是正六邊形,科學家已經證明,有規矩的六邊形櫻花間隙排列是最穩定的,可以最大限度地利用空間,所以很巧妙。
蜂窩嚴格來說是六邊形圓柱形的。 它的一端有乙個六邊形開口,另一端有乙個封閉的六邊形金字塔的底部,由三顆相同的鑽石組成。 18世紀初,法國學者馬拉奇曾專門測量過大量蜂箱的大小,他非常驚訝地發現,這些構成底盤的蜂窩狀的菱形鈍角全部為109°28,銳角全部為70°32。
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著名生物學家查爾斯·達爾文曾感嘆:“蜂巢是自然界中最神奇、最神奇的結構。 ”
那麼,蜂窩結構有哪些巧妙的特徵呢? 蜂箱由許多大小幾乎相同的規則六角形蜂箱組成,這些蜂箱之間緊密排列著由蜂蠟製成的“牆”。 除了六角形入口外,每個蜂巢都有乙個尖頭底部。
從外觀上看,每個蜂巢都是乙個大小幾乎相等的六稜柱,底部有乙個倒錐體,由三個全等的菱形面包圍,這三個菱形的銳角都是70°。 每個蜂巢的面積幾乎是一立方厘公尺。 這些蜂巢緊密相連,彼此平行排列並相互嵌入。
這種六角形緊密編織的建築結構,密封性高,所需材料少,空間大。 同時,由於其結構緊湊,可以承受比其他結構更大的衝擊,因此也非常堅固。
蜂巢的結構引起了科學家的極大興趣。 在對蜂箱進行深入研究後,科學家們驚訝地發現,相鄰的孔共用一牆和乙個孔底,這在建築材料上非常經濟; 光圈是六邊形的,蜜蜂的身體基本上是圓柱形的,所以蜜蜂在光圈中不會有多餘的空間,也不會感覺到人群的擁擠。 蜂窩的結構給了太空飛行器設計師很大的啟發,他們在開發蜂窩結構時使用了蜂窩結構:
趙曉先用金屬做乙個蜂窩,然後用兩塊金屬板夾緊,形成蜂窩結構。
這種蜂窩結構堅固、重量輕,有利於隔音和隔熱。
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1.六邊形比圓形強。
2、六邊形和六邊形,中間沒有間隙,如果是圓形的,就有間隙。
由於空間形狀以六邊形構成,因此使用的材料量最少,密封度最高,空間最大。
假設有乙個固定的空間,你想用有限的資源建造乙個蜂巢,那麼最好的選擇是圓,因為圓是面積最大且有一定的周長的形狀,但是由許多圓組成的空間,圓之間的空間是浪費材料。 使用求圓率和“切餅”的方法,將圓切成多邊形,邊越多,離圓越近,可以構建的蜂巢就越大。 只有六邊形可以緊密連線而沒有間隙。
八邊形和八邊形會有間隙,四邊形和三角形比六邊形更容易消耗。
巧合的是,六邊形結構也非常穩定。 自然界中的許多形狀都是六邊形的,例如石墨分子和苯。 但蜂巢不是乙個整齊的六邊形,每個六邊形都有誤差,蜂巢是乙個球形空間,六邊形是乙個空間彎曲的六邊形。
簡而言之,最省材的結構是平面六邊形。
圓和六邊形各有各的特點。 對於個人來說,圓的空間效率是最高的。 例如,在平坦的表面上,對於相同的邊長,圓的面積最大。
在空間中,球的體積在相同的表面積下是最大的。 但是,如果需要將多個個體組合在一起,則六邊形比圓圈更節省空間:圓圈和圓圈不會無縫流動。
但是六邊形可以做到:任意數量的相同大小的六邊形可以完全無縫連線,而不會浪費任何空間。 巢穴恰好是多個個體的組合。
為了在給定空間中構建最多的單位,六邊形(體積)比圓更有效。
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最少的材料,最多的空間。
六邊形的內角是120度,3個六邊形可以360度不浪費一點空間。 如果邊數超過六邊形,則浪費空間; 邊數比六邊形少,如四邊形、三邊形,雖然不浪費空間,但浪費材料。
如果蜂巢是圓形或八角形,則會出現空隙,如果蜂巢是三角形或四角形,則面積會減少,因此在這些形狀中,六邊形是最有效的。
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從力學的角度來看,六邊形是最穩定的,多個正六邊形緊密排列在一起,中間沒有間隙。 蜂窩的底部是乙個菱形的尖底,每個尖角為109度28分,銳角為70度32分,這是一種特殊的菱形結構,使材料和空間得到最有效的利用。
不知道大家有沒有觀察過,但是蜜蜂蜂巢的內部結構是六邊形的,看起來一模一樣,為什麼會這樣呢?
如果你仔細觀察乙個蜂巢,你會發現它是由許多相同大小的巢穴組成的。 從正面看,它們是整齊排列的六邊形; 從側面看,它們是緊密排列在一起的規則六稜柱,而每個規則六稜柱的底部是由三顆相同的鑽石組成的尖底。
對於圓柱形物體,當其橫截面的前、後、左、右三側被壓縮時,橫截面變為六邊形。 因此,從力學角度來看,鵬輝六邊形是最穩定的,多個正六邊形緊密排列在一起,中間不留縫隙。
最初,蜂窩六邊形的目的是在有限的空間內使用最少的原材料建造最先進的房屋。 後來,事實證明,在其他地方,例如在房屋建築中,蜂窩狀夾層結構也顯示出極大的優勢。
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蜂窩結構是蜂窩的基本結構,是由橋纖維六角單房組成的結構,房口朝下或朝側,結構從後對稱排列和組合,具有優良的幾何和力學效能,因此在材料科學中得到廣泛應用。
科學家發現,六角形建築結構的密封度最高,所需的材料最簡單,可用空間最大。 因此,它最多可容納 10,000 只蜜蜂。
如果將蜂巢的整個基部分成三個菱形部分,則每個銳角和每個鈍角的角度相等(銳角約為 72°,鈍角約為 109°)。 更令人驚奇的是,為了防止蜂蜜外流,每個蜂巢的建造都是從中間到兩側水平;每個蜂巢從內室底部到開口的仰角為 13°。
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蜜蜂的巢是六邊形的有兩個主要原因。 首先,六邊形是一種充分利用空間的形狀。 蜜蜂需要在巢中儲存足夠的蜂蜜和蜂蠟,以及孵化卵和餵養幼崽所需的空間。
六邊形的形狀比其他多邊形更緊密,從而最大限度地減少了未使用的空間,從而提高了空間效率。 其次,六邊形結構能夠提供最大的結構穩定性。 蜜蜂的巢穴需要能夠承受巢穴的重量以及外界環境的壓力,並且六邊形的每一側都能均勻地分擔壓力,使整個巢穴具有最大的庇護所穩定性。
此外,六邊形結構中的角度和邊是相等的,這樣可以均勻地分配力,使巢更好地抵抗外部壓縮和變形。 因此,蜜蜂選擇六角巢作為棲息地,以最大限度地發揮滾動和空間不足的好處,同時也提供最佳的結構穩定性。
蜜蜂不僅非常勤奮,而且還是聰明的建築師,它們的築巢技巧往往令人印象深刻。 從教學的角度來看,如果整個平面都被規則的多邊形覆蓋,那麼只能完成三種形狀:規則三角形、規則六邊形和正方形。 然而,當蜜蜂建造蜂巢時,它們選擇了角度最多的正六邊形。 >>>More
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