吸盘,一般是指动物的吸附器官,呈圆形漏斗状,可吸附在固体表面,亦可以有摄食、运动的功能。头足纲动物、蛭纲动物、苍蝇海星壁虎等动物的体表上均有。吸盘由环状肌肉构成,当动物腿部的肌肉收缩时,吸盘受到压力,自然缩小;当碰到墙壁时,再放松肌肉,由于吸盘内部没有空气,于是在大气压的作用下,腿部就紧紧地扣在墙壁上。[1]

人工吸盘是利用大气压力的空气或水的附着于无孔表面,从而形成局部真空。[2]

计算

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通过直接从表面拉出理想吸盘所需的力由公式给出:

 

代号说明:

F :是正向力。
A :是吸盘覆盖的表面区域。
P :是吸盘的压力(通常是大气压力)。

这源于压力的定义,即:

 

例如,半径为2.0厘米的吸盘的面积为 (0.020 m)2 = 0.0013平方米。使用力公式 (F = AP), 结果是F = (0.0013 m2)(100,000 Pa) = 约 130 牛顿(N)。

上述公式依赖于以下几个假设:

  1. 拉动吸盘时吸盘的外径不会改变。
  2. 没有空气泄漏到吸盘和表面之间的间隙中。
  3. 垂直于表面施加拉力,使得吸盘不会侧向滑动或剥离。

真空吸盘

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人类模仿动物吸盘的特点,发明了真空吸盘。吸盘材料采用橡胶,可在高温下进行操作,被装在各种真空吸持设备上。在日常生活中,真空吸盘可以满足人们随时挂生活物件的需要,有的背包和毛巾衣物的挂钩上黏有小型吸盘,找不到地方悬挂物品时即可将其直接挂在墙上。

磁力吸盘

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也叫“永磁吸盘”,由优质磁铁钕铁硼加工而成,通过扳动吸盘手柄转动,改变吸盘的磁场强度,来实现对物品的吸附或释放。

注释

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  1. ^ Well-Armed Design: 8 Octopus-Inspired Technologies. lives30, 2021126. [2018-07-27]. (原始内容存档于2020-11-12). 
  2. ^ "Suction Cup" m-w.com. Merriam Webster: An Encyclopædia Britannica Company. [2012-06-01]. (原始内容存档于2019-12-06). 

另见

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参考资料

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外部链接

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