¿Por qué las colmenas son hexagonales?
La estructura de construcción hexagonal regular tiene el mayor rendimiento de sellado, requiere los materiales más simples y tiene el mayor espacio disponible. Su estructura compacta tiene la misma tensión en todos los lados, distribuye fácilmente la tensión y puede soportar mayores impactos que otras estructuras.
La colmena: la estructura más rentable de la naturaleza
Darwin elogió el nido de abejas como la estructura más asombrosa y mágica de la naturaleza. La cámara nido está compuesta por columnas huecas hexagonales regulares, que inciden directamente en el atrio y están dispuestas simétricamente espalda con espalda. Las aurículas hexagonales son paralelas entre sí, con la misma distancia entre cada aurícula. La construcción de cada cámara nido se extiende horizontalmente a ambos lados desde el centro, y el ángulo de elevación desde el fondo del atrio hasta la abertura es de 65438°03° para evitar que la miel fluya. El fondo de la cámara del otro lado está conectado al fondo de este lado y consta de tres rombos idénticos. Además, las seis paredes divisorias de cada habitación del Nido de Pájaro tienen exactamente el mismo ancho y el ángulo entre las dos paredes es exactamente de 120 grados, formando una figura geométrica perfecta. La gente siempre se pregunta, ¿por qué los nidos de abejas no tienen triángulos, cuadrados u otras formas? ¿Por qué los tabiques son planos en lugar de curvos?
De hecho, ya en el año 180 a.C., el antiguo matemático griego Zenodorus demostró:
(1) Para un polígono N con un perímetro fijo, N positivo El polígono tiene el mayor. área. Cuanto mayor es n, mayor es el área.
(2) Cuando el perímetro es fijo, el área de un círculo es mayor que la de todos los polígonos regulares.
Los antiguos egipcios también sabían desde muy temprano que sólo se podían colocar triángulos, cuadrados y hexágonos regulares sobre una superficie plana.
En 1712, el matemático suizo Samuel Koenig, a petición del naturalista Leo Muir, demostró que la base de un cilindro hexagonal modificado consta de tres rombos congruentes. Composición, el método que más ahorro de material es. los ángulos adyacentes del rombo son 109° 26′ y 70° 34′ respectivamente, de modo que se puede obtener la superficie más pequeña bajo un volumen fijo. Sin embargo, los ángulos adyacentes del rombo en la parte inferior del panal son 65438° 009° 28′ y 70° 32′ respectivamente, lo que difiere sólo 2′ de la demostración teórica de Samuel Koenig.
Recientemente (65438 de septiembre de 1999), el periodista científico canadiense Devlin escribió un artículo: "Después de 1.600 años de arduo trabajo, los matemáticos finalmente han demostrado que las abejas son las constructoras más eficientes del mundo. El matemático estadounidense Hale afirmó que había resuelto la "conjetura del panal". El antiguo matemático griego Bebo propuso en el siglo IV d.C. que la hermosa forma del panal es la representación más eficiente y económica de la arquitectura en la naturaleza. Supuso que la forma hexagonal que la gente ve es la más eficiente. hermosa La sección transversal del panal está construida por abejas con un mínimo de cera de abejas. Su conjetura se llamó "conjetura del panal", pero Hale no la demostró hasta 1999.
Aunque la colmena es un tres. -Edificio dimensional, cada colmena es diferente. Ambos son cilindros hexagonales y el área total de la pared de cera de abejas solo está relacionada con la sección transversal de la colmena. Esto lleva al problema matemático de "encontrar la figura plana con el". área más grande y perímetro más pequeño." En 1943, Matemáticas Húngaras. Taus demostró hábilmente que el perímetro de un polígono regular es el más pequeño de todos los polígonos regulares conectados de un extremo a otro. Pero, ¿qué sucede si los lados del polígono son curvas? Taus creía que el hexágono regular tiene el perímetro más pequeño en comparación con otras formas, pero no pudo probar esto. Sin embargo, cuando Hale consideró que la periferia era una curva, ya sea que la curva sobresaliera hacia afuera o fuera cóncava hacia adentro, demostró que la circunferencia de una figura compuesta. de muchos hexágonos regulares fue el más pequeño.
El arquitecto más destacado: las abejas
La forma única y la estructura ingeniosa de las colmenas de las abejas han despertado durante mucho tiempo un gran interés entre los científicos.
Las abejas son. Construye tu propia casa. Son las mejores arquitectas del mundo.
Estructura de panal
La estructura básica de un panal es un edificio compuesto por celdas hexagonales regulares. con todas las aberturas mirando hacia abajo o hacia un lado, y dispuestas simétricamente espalda con espalda, el tamaño de cada atrio es el mismo y la distancia arriba y abajo es igual.
El diámetro del panal es de aproximadamente 0,5 centímetros y las habitaciones están estrechamente conectadas y ordenadas, como si hubieran sido cuidadosamente diseñadas.
Cuando el clima es cálido y la temperatura dentro de la colmena aumenta, las abejas obreras batirán sus alas en la entrada de la colmena para hacer circular el aire dentro de la colmena y hacerla más fresca.
Debido a que la cera de abejas es blanca y suave, el panal es translúcido y de color blanco lechoso y gradualmente se vuelve amarillo y duro después de secarse al aire.
Se estima que las abejas obreras necesitan consumir 16 kilogramos de néctar para secretar 1 kilogramo de cera de abejas; para recolectar 1 kilogramo de néctar, las abejas tienen que volar 320.000 kilómetros para completarlo, esto equivale a dar la vuelta a la tierra; ocho veces. Por lo tanto, la cera de abejas es preciosa para las abejas.
Los científicos han descubierto que las estructuras de construcción hexagonales regulares tienen el mayor rendimiento de sellado, requieren los materiales más simples y tienen el mayor espacio disponible. Por tanto, puede albergar decenas de miles de abejas.
¡Esta estructura de panal hexagonal regular muestra un talento matemático asombroso, que ha hecho que muchos arquitectos suspiren y admiren!
Las abejas son las arquitectas más admirables del universo. Basándose en los instintos innatos que Dios les dio, construyen las casas de las abejas utilizando el "principio económico" de construir el máximo espacio (la colmena) con la mínima cantidad de material (cera de abejas).
El famoso biólogo contemporáneo (literatura) Darwin (1809-1882) dijo: "Si una persona no aprecia la exquisita colmena, debe ser un tonto".
Matemático griego antiguo Pappus (300 ~ 350 aC) realizó observaciones y estudios detallados sobre la exquisita y maravillosa estructura de las colmenas. Escribió en su libro "Colección Matemática": "La colmena está llena de patrones poligonales regulares con lados y ángulos iguales. Estos patrones son muy simétricos y regulares".
Con la sabiduría dada por Dios, las abejas eligió los ángulos Los hexágonos regulares más numerosos. Con la misma cantidad de materia prima, la colmena tiene el mayor volumen y, por tanto, puede contener más miel.
En otras palabras, el panal no solo es exquisito y mágico, sino también muy realista, y es la estructura espacial más económica.
La colmena construida por las abejas es realmente una sorprendente pieza de arquitectura natural. Ya a principios del siglo XVIII, el astrónomo francés Maraldi midió personalmente muchas colmenas y descubrió que los agujeros y el fondo de cada colmena eran prismas hexagonales.
Si la parte inferior de todo el panal se divide en tres partes en forma de rombo, los ángulos de cada ángulo agudo y de cada ángulo obtuso son iguales (el ángulo agudo mide aproximadamente 72° y el ángulo obtuso mide aproximadamente 72°). l09).
Lo que es aún más sorprendente es que para evitar que la miel fluya, la estructura de cada colmena se expande horizontalmente desde el centro hacia ambos lados el ángulo de elevación de cada colmena desde la parte inferior del interior; cámara a la abertura es 65438° 03°.
Históricamente, la sabiduría de las abejas también hizo que el famoso astrónomo Kepler (documentación) señalara: "El ángulo de este panal lleno de simetría espacial debería ser el mismo que el ángulo del dodecaedro rómbico. Cada El La parte inferior de un panal hexagonal regular está compuesta por tres rombos congruentes. El ángulo obtuso de cada rombo es igual a 109 o28' y el ángulo agudo es igual a 70 o32'.
A principios del siglo XVIII, el científico francés René De · Leomuir (1683-1757) (documentación) especuló: "Una colmena construida en este ángulo debe ser el método de construcción del mismo volumen que ahorra más material".
La forma hexagonal de la colmena es la más densa. La estructura tiene fuerzas iguales en todos los lados y puede dispersar las fuerzas fácilmente.
Las partes del cuerpo del bombardero furtivo estadounidense B-2 adoptan en su mayoría una estructura tipo sándwich, es decir, una capa de panal de abeja de densidad extremadamente baja está pegada entre dos placas delgadas de alta resistencia para aumentar la resistencia del el cuerpo y reducir el peso.
La tobera del motor se adentra profundamente en el ala y forma un panal de abeja, de modo que las ondas de radar sólo pueden entrar pero no salir.
El grafito de los lápices está formado por átomos de carbono dispuestos en láminas alveolares hexagonales. Si estos átomos de carbono se reorganizan, pueden convertirse en diamantes.
Ya sea tan grande como un "acorazado en forma de panal" o tan pequeño como un "teléfono móvil", está inspirado en la estructura del panal.
Los proverbios del sabio rey Salomón dicen: “La sabiduría clama en las calles y habla en las plazas. (Proverbios 1:20) La sabiduría de Salomón fue obtenida orando a Dios. Dios también quiere darle sabiduría.
La encarnación de Jesucristo es un Señor más sabio que Salomón. Lleva 33 años y medio caminando en la historia de la humanidad. Es la fuente de sabiduría de "la abeja obrera inteligente más destacada". Porque Jesucristo es la sabiduría de Dios.
“El temor de Jehová es el principio de la sabiduría; y el conocimiento del Santo es sabiduría.” (Proverbios 9:10)
“El sabio acumula conocimiento, pero la boca del necio pronto se arruina.” (Proverbios 10:14)
Si la vida de la abeja, la arquitecta más destacada del mundo, es una obra maestra creada por el espíritu de todos; las cosas, con la imagen y el estilo de Dios, no deben conocer el significado de todas las cosas en el universo. La fuente de la sabiduría: Dios, el Creador y el único Dios verdadero.