植物生长的力可以有多大?

问心问得几回真


这个问题不太好回答,因为算不出具体的数值。但是力学有一个分支,研究的就是生物力学,简单给大家介绍下把。

1、生物力学

从名字上,就直到生物力学研究的是生物的受力,包括动物、植物等等。动物的骨骼、肉的受力特征,植物根茎页的受力特征,都是生物力学的研究范畴。生物力学要解决的就是生物体的本构模型。

传统的材料不具备生长和自修复的特性,其力学响应就是获得应力-应变曲线(金属材料),这些本构模型都不需要考虑时间相关性。但是,与传统的力学不一样,生物力学的对象具有生长和自修复的特点,而这些特点都与时间有关。因此,生物力学的本构模型要复杂的多,不是简单的应力应变曲线就能描述的。通常生物力学的本构模型从最本质的能量、动量、质量角度进行考虑。


生物力学是一个新兴的前沿交叉学科,是当前的一个研究热点。目前看来,它与医学的结合最为紧密。


2、植物的生长之力

很小的时候,就听说这么一个故事:以前医学不发达,人头骨无法无损分开。于是有人想到了一个好主意,在头骨里种上了种子,种子发芽后把头盖骨顶开了。可见,种子的生长之力很大。

这样的例子,到处都是。比如石头下面的小树,长大后顶开巨石,缝隙里的小草,长大后撑裂石头,等等。

3、生长之力分析

植物的根茎叶仍然属于固体,所以可以借助固体力学的一些方法。不同的地方在于,根茎叶会生长,自身的强度会随时间慢慢变大。我们以下图为例,棕色的土壤内有三颗种子,上面有一块巨石压着。



种子发芽后,破土而出,生命的本能让种子的芽寻找最佳的生长点。破土后的芽,被石头压着,处于受压的一种状态下。我们知道,绝大多数物体都是耐压不耐拉,所以受压的嫩芽并不会被压馈。

随着时间的推移,嫩芽慢慢长大长粗。向上生长受阻后,会自己横着生长,直到遇到石头边界(a,c),或者石头内部缝隙(b)。在边界处,芽一旦出来,就可以向上生长。

而在石头内部缝隙,情况就要艰难的多。向上生长了一段时间后,怎么都无法长出去。这时候,植物的根茎就会不断的强化,会把内部填充的满满的。而对于石头,缝隙的尖端由于受到植物生长的力的作用,一直处于应力集中的状态下,一旦外界力过大,裂尖应力超出石头的极限应力,那么这个石头就会裂为两半。植物的生长之力,能够破碎石头的原因也正在于此。


岩石的抗拉强度在2.7-17.6MPa之间,这个值并不大。所以植物想要撑裂岩石,也没有想象的花了那么大的力气。具体多大的力,跟石头具体的几何形状有关。


总结

植物的生长之力看似巨大,其实用的也并非蛮力,而是利用了岩石自身的缺陷。并且,外力作用下,植物大多是受压状态,一般都压不跨。


力学Nerd王小胖


分享一张网图说明,也是南方地区很容易见到的现象


植物文化


呵呵。举个例子回答你吧。从前,有个村民把房子盖在毛竹山上。一天晚上,夫妻俩睡的床板被什么东西顶起来了,顶得老高老高的。夫妻俩吓得不轻,一骨碌爬起来,点亮油灯查看。妈呀,原来床底下半夜冒出了一根竹笋。这下,你就知道什么植物不仅长得快,而且生长的力有多大了。


罗福仲


這就是生命的力量

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老高177210598


可以把巨石顶下山,力大无比。


用户7596763746043


可将头骨顶开


liziy


这个不熟悉的领域,不知道


昨天的小猪


可以撑破铁桶。


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