Cấu trúc vòm được cho là xuất hiện từ đầu thiên niên kỉ thứ hai trước công nguyên

Giải Vật lí 10 Cánh diều Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

Tìm hiểu thêm trang 70 Vật lí 10:

Cấu trúc vòm được cho là xuất hiện từ đầu thiên niên kỉ thứ hai trước công nguyên. Cho đến nay, dạng kiến trúc này trở nên rất phổ biến. Trong hầu hết các công trình kiến trúc nổi tiếng trên thế giới và ở Việt Nam, ta đều tìm thấy cấu trúc này.

Hãy biểu diễn các lực tác dụng lên viên gạch ở đỉnh vòm và giải thích vì sao cấu trúc này có thể đứng vững.

Lời giải:

Như ta thấy, các lực tác dụng lên viên gạch trên đỉnh mái vòm gồm có trọng lực và các lực ép từ hai viên gạch bên cạnh nó. Do các lực ép từ hai viên gạch bên cạnh vuông góc với cạnh viên gạch ở giữa nên nó có hướng hơi chếch lên trên, ba lực đồng quy, và ta có thể phân tích trọng lực tác dụng vào viên gạch  thành hai thành phần như hình vẽ, chúng tác dụng lực ép lên hai viên gạch ở cạnh bên, vậy các lực cân bằng và viên gạch ở trạng thái cân bằng.

Cấu trúc mái vòm này, nhìn qua có thể tưởng như không có vật đỡ bên dưới thì các viên gạch sẽ bị rơi xuống, nhưng thực tế các viên gạch ở hai bên sẽ tác dụng các lực ép lên viên gạch ở giữa và giúp nó cân bằng, giữ cho kết cấu này kiên cố vững chắc.