Bir yapının ne kadar yüksek olabileceğine dair teorik bir sınır var mı?

Maliyet, arazi geliştirme veya malzeme temini konusunda herhangi bir kısıtlama olmadığını varsayarak bir yapının ne kadar yüksek olabileceğine dair teorik bir sınır var mı? Yapıların yüksekliğini sınırlayan temel fiziksel kısıtlamalar nelerdir?

Yapının altını çizerim çünkü tartışmayı gökdelenlerle ya da biyolojik (insan) doluluk sınırlamaları olan diğer yapılarla sınırlamak istemiyorum.

Güncelleme :

Yorumlara dayanarak, yapının kendi ağırlığını desteklemesi gerektiği kısıtını daha da dayatmak istiyorum. Bu sorunun kapsamı biraz teorik olduğunu ve gerçek mühendislerin her zaman pratikte maliyet / malzeme / arazi kısıtlamaları ile çalışmak zorunda olduklarının farkındayım. Merak ediyorum, bu belirli kısıtlamaları ortadan kaldırırsak, kendinden destekli bir yapının boyu sınırsız, teorik olarak mı?

Pedantik Cevap Önce

Bunu, teorik bir alıştırmadan başka bir şey yapabilecek birçok kısıtlamayı özellikle ortadan kaldırdınız. Yine de "inşa edilmesi" gerektiğini belirttiniz. Bir şey inşa ederek, üst parçayı fiziksel olarak yerine kaydırmanız gerekir. Bu, tüm yapının son koşuldan biraz daha uzun olacağı, yani son "blok" "yerleştirilmiş" olacağı anlamına gelir. Bu aynı zamanda “bir şeyin” son “bloğu” yerleştirmek için kullanıldığı anlamına gelir.

Pencereden Attığımız Diğer Şeyler

• Dünya merkezinden uzaklaştıkça yerçekimi azalır.
• Rüzgar gibi sinir bozucu şeyler için endişelenmemize gerek yok, bu yüzden yanal kuvvet ortaya çıktı.
• Bu yapı için temel yeterli. Bu, Dünya'nın bizim yapımızdan daha güçlü bir şeyden oluştuğu anlamına gelir.
• Binamızı aydınlatan hiçbir şey yapmamıza izin verilmiyor. İticiler, balonlar vb. Yoktur.
• Burkulma bir sorun değil. Bu yapı istediğimiz herhangi bir şekil olabilir.

Eldeki Soruya

Fizikten bu soru.SE konuya hak kazanıyor. Yoğunluk oranına en iyi dayanıma sahip malzemeye ihtiyacımız var. Hafif, güçlü ve güçlü bir malzemeye ihtiyacımız var.

Bu sorudan elmas bizim malzememizdir. Ayrıca burada seramik tablosundan .

Sonra bir elmas kule

Şimdi alt katın çarpılmasından önce bir elmas kulenin ne kadar yüksek olabileceğini görmemiz gerekiyor.

Özellikler :

$\gamma = 3.515 g/cm^3\\ \text{Strength} = 225 GPa$

Eğer Wolfram benim matematik yapıyor benim için doğru cevaptır:

Veya Dünya'nın yarıçapı hakkında.

Fakat bekle! Dahası var!

Şimdiye kadar bu, baştan sona aynı şekilde olan sağlam bir kule hakkında olmuştur. Sınırlayıcı faktör, alt katmandaki stres idi. Ya dibi yukarıdan daha geniş yaparsak? Neden bir elmas piramidi değil? Bunu daha uzun yapabiliriz!

Öyleyse bir Elmas Piramidi

Bir piramit bizi daha uzun yapıyor. Tabanın boyutunu ne sınırlar? Hiçbir şey, çünkü sınırlarımız yok. Böylece taban büyüdükçe, o kadar büyür ki etrafına sarılır ve Dünya'nın diğer tarafından kendine dokunur (üzgünüm.)

Ama biz orada bitmiyoruz. Küreler kendi kendini desteklemektedir, o yüzden bu yapıyı tüm Dünya'yı kapsayan bir küreye dönüştürelim. Artık daha da yükseğe çıkabiliriz!

Ne yarattık?

Elmastan Yapılmış Bir Yıldız

Gökbilimciler , tamamen elmastan yapılmış bir yıldız buldu . Ama neden orada durdun? Bir yıldızın boyutunu sınırlayan tek şey, onu Karadeliğe dönüştüren kütledir. Burada durmayı ya da daha büyük kara deliklerin hala sayılıp sayılmadığını tartışabiliriz, ama nereye gittiğimizi görüyorsunuz ...

En Büyük Yapı

Şimdi en büyük / en uzun yapının elmastan yapılmış yıldız olduğunu gördük. (Yumuşacık bir Dünya merkezi ile.)

Ne yanlış gitti?

Öyleyse "En Yüksek Yapıdan" nasıl geçtik? Elmastan Yapılmış Yıldız'a "? Neyin mümkün olduğu konusunda bir sınırımız yoktu. Kısıtlamaları pencereden attığınızda, her şey mümkündür.

Artık Mühendislik aleminde değiliz. Şimdi Teorik Fizik'teyiz.

Mühendislik bilimi kısıtlamalar dahilinde çalışmak için kullanıyor.