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三角形の安定性

では次にトラス構造に見られる三角形の安定性について見てみることにしましょう。

たとえば四角の角の部分に力が加わると、それは100%垂直方向に伝わり安定性を失いますし、四角の上側の辺の中心に上から力が加わるとその辺が衝撃の殆どを受けて折れやすくなってしまいます。

けれども三角形の場合には、頂点の部分に力が加わっても、それは左右に分散されて安定性を保つことができます。

構造物であれば使われる部材は四角よりも少なくて軽いけれども、構造の安定を保つことができてしかも強いというわけです。

たとえば二等辺三角形の頂点に10の力が加わると、それは斜めの2つの辺に"圧縮する力"(-6.01)が働き、底辺には"引っ張る力"(+3.33)が働くと言われます。

この状態を細い木の棒を折る場合に当てはめて考えてみると、両手で棒の左右を持って真ん中に向けて力を加えると簡単にポキンと折れてしまいますが、棒を左右から押したり、引っ張ったりして折ることはかなりむずかしいですよね。

つまりトラス構造の梁は、力を加えると棒状の梁と同じように変形しているように見えますが、力は均等に分散され、しかも実際に三角形を構成しているそれぞれの部分には、"両側から引っ張る力"か"両側から押す力"のどちらかしかかかっていないことになるのでかなりダメージを受けにくくなっているのです。

構造物の場合は、このような三角形をいくつも組み合わせて衝撃をコントロールし、より強くてより軽いものを造ろうとする試みがなされています。


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