Vì sao các cây lúa, tre, lau ... đều rỗng ruột?

Vào vụ thu hoạch lúa khi đang cắt lúa trên đồng có thể bạn sẽ nghĩ: những cây lúa ngả nghiêng theo gió mang trên thân những bông lúa nặng trĩu hạt vì sao lại rỗng ruột?Vì sao cây lúa nhỏ và rỗng lại mang nổi những bông lúa và chịu được sức gió mà không bị đổ?

(Ảnh minh họa)

Có khả năng bạn sẽ cho rằng những thân lúa rỗng ruột không cứng bằng cây đặc. Như­ng sự thực không phải như­ thế đâu. Giả sử thân cây lúa chỉ chịu riêng có lực kéo hoặc lực nén thì độ bền của thân cây đặc so với thân cây rỗng có mặt cắt ngang cùng diện tích hầu như­ không khác nhau. Đối với lực uốn cong thì loại thân cây đặc không những không khoẻ hơn thân cây rỗng cùng diện tích mặt cắt mà lại còn yếu hơn.

Bạn hãy dựng đứng một cái tẩu rồi uốn cong nó như­ thân cây lúa. Lúc đó bạn sẽ thấy rõ cái tẩy có thay đổi sau: một mặt dãn dài ra nh­ng mặt kia thì co lại còn bộ phận giữa thì thay đổi không nhiều. Sức chống uốn cong của thân cây lúa cúng giống như­ vậy, chủ yếu là chất sợi trên mặt, nếu số vật liệu phân bố trên mặt càng nhiều thì độ chống uốn cong càng khoẻ, còn vật liệu ở phần giữa có ít một chút, thậm chí không có, cũng chẳng quan hệ gì.

Trong điều kiện diện tích mặt cắt ngang chịu tải của thân đặc và thân rỗng bằng nhau thì loại thân nào có sức chống uốn cong khỏe nhất? Rõ ràng là loại thân rỗng ruột. Bởi vì khi vật liệu và diện tích mặt cắt ngang nh­ nhau thì thân rỗng ruột có cùng độ dài có thể làm lớn hơn thân đặc. Do vật liệu phân phối ở mặt ngoài thân rỗng ruột nhiều hơn thân đặc nên độ chống uốn cong của nó đ­ơng nhiên là phải hơn thân đặc.

Trong giới tự nhiên, ngoài thân cây lúa mì ra, các cây lau, tre, x­ương các loài chim v.v. đều là rỗng cả. Sự xuất hiện của chúng là kết quả của sự chọn lọc diễn biến qua hàng ngàn vạn năm của giới tự nhiên. Trong quá trình xem xét các vật đó, con người được gợi ý, hơn nữa sau khi tìm ra những nguyên tắc khoa học của điều đó, người ta đã ứng dụng rộng rãi vào các công trình khoa học kỹ thuật. Khi xây dựng nhà người ta đã làm một số trụ cao lớn và một số cột rỗng ruột, trong công nghệ chế tạo máy người ta làm các giá đỡ bằng ống thép và ống gang chịu uốn cong. Đ­ương nhiên những cột này đều phải dài và nhỏ thì mới làm thành rỗng ruột; nếu cột vừa to vừa ngắn thì làm rỗng ruột cũng chẳng có lợi gì.