为什么椅子大多是四只脚?

按理说三个脚就已经能保证椅子的稳定性了,为什么要做四只脚,又不做五只脚和六只脚?

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28个答案
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炸鸡君泥瓦匠小组管理员

2012-10-14 21:17

大家已经回答的很全面了,在这里,我提出一些我自己对于这这个问题的思考,从另一个角度看待这个问题。(在回答问题前,默认制造椅子的材料为合格材料,椅子最大承重为正常范围,变量仅为椅腿腿数和椅腿形状)

我认为凳子的稳定性与腿数的多少并无太大的关系,不见得一百条腿的凳子比三条腿的凳子坐上去要更稳定,也不见得椅子的腿数一定要大于四条。比如凳面是一个正方形,一百条凳腿全部安在凳面的一侧,那样是绝对坐不稳的,除非你身体重心倾向一侧。同样,椅腿的数量与椅面的形状无关,只要支撑点分布合理,完全可以正常承重。

而三条腿的凳子如果凳腿的支撑点分布合理,完全比100条腿的凳子要稳定。那两条腿的凳子呢?一条腿的凳子呢?凳腿并没有规定一定要又细又长,也没有限制形状,那么下面,就要大家发挥自己的想象力了

此图代表的是N条腿的凳子(N>4),前面已经表明,重要的不是凳腿数,而是支撑点分布,如何有效的将力分散开同时又能保证椅子的平稳。

四条腿的凳子相比已经不用说了,还是同样的前提,只要支撑点分布合理,否则四条腿和没有腿没有区别。

谁说三腿凳的椅面一定要是三角形或者圆形,上图为例,此图代表的是三腿凳。

下面就是大家惯性思维中认为不可能出现的两腿凳和单腿凳

这个的确是凳子,在支撑杆的两侧加装了防滑垫,完全可以坐上去。也许有人会说这货明明有四个支撑点,怎么能算两腿凳。那么,再来一张图:

这个双腿凳绝不是概念品,而是完完全全可以坐人的,当然,这对椅子的材料提出了很大的要求。



这就是“传说”中的单腿凳。在花园里种花松土,时间长了,需要凳子坐;挤奶工给许多奶牛挤奶,也要坐着干活。这些活需要经常移动,凳子也得搬来搬去,很麻烦。发明家脑筋一转,发明出一种能随人四处走动的凳子。这凳子只有一条腿,用带子固定在人的身上,走到哪儿,坐到哪儿。一条凳腿往地上一放,人的两条腿也变成了“凳腿”,三条腿的凳子自然就可以坐稳了——这叫人腿凳腿“共用”。【1】

当然,也有其他的单腿凳,比如把椅子的腿设计的极粗,像个木墩,放在地上也是稳稳当当的。而在另一种设计中,椅子的腿却是极细极长,还带着尖尖的端部。把细腿的椅子用手扶住,用一个锤子用力地打了几下,那条腿便被钉进地里去了,当然这种椅子只能用于户外,因为你不可能为了坐一把椅子把家里的地板凿一个大洞。

关于凳子更多的想法绝不止这些,剩下的就靠大家自己去想象了。

对于死理性派来说,我的这些想法也许并不能令他们信服,其实这个问题早在初中生的手里就可以解决了,通过计算证明同面积的凳子四条腿比三条腿稳定,腿越多越稳定,圆柱体的腿的凳子最稳定,但为了节省材料,一般日常家具只用四条腿就够了。(这也算对是@呆头鹅 君所提问题的解答)

至于计算过程就不写出了,有兴趣的同学可以自己试一试去证明,比较懒的伸手党也可以戳这里(内有详细解答过程)。

对于椅子四条腿是因为乌龟有四足、四是偶数比较吉利神马的说法,只能说是自己主观臆断吧,因为并没有任何文献或者文物可以为它们提供依据。还有一种流行最广的说法认为“人最早造椅子时是参照马有四条腿”,这点同样无法为其提供可信的依据。其实最早的椅子不是四条腿,而是类似于现在的马扎的样子,而且当时也不叫做“椅子”,椅子的名称始见于唐代,而椅子的形象则要上溯到汉魏时传入北方的胡床。宋·高承《事物纪原》引《风俗通》称:“汉灵帝好胡服,景师作胡床,此盖其始也,今交椅是也”。《后汉书·五行志一》:“汉灵帝好胡服、胡帐、胡床、胡坐、胡饭……,京都贵戚皆竟为之。”

最后配一张胡床的图

参考文献:

《青少年科技博览》2011年第12期 《一个凳子几条腿?》作者:唐政;羊羊【1】


椅子-百度百科(http://baike.baidu.com/view/16000.htm

马扎-百度百科(http://baike.baidu.com/view/194573.htm

胡床-百度百科(http://baike.baidu.com/view/1417127.htm


@一叶飞刀 没有腿的椅子真的有,不过不是秋千,叫做地板椅。地板椅又叫和室椅或无脚椅,是一种主要出口日本,韩国等东北亚国家的一种椅子,非常适合于坐在地板上或者榻榻米上的椅子!虽然和汽车坐垫长得比较像,不过这货真不是汽车坐垫。附图:

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Lithium42地球科学、心理学专业,科学松鼠会成员

2012-10-15 00:07

我就想说地质锤就是单腿凳。。







其实还有零条腿的椅子。。。

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首先,腿不能少于四个。考虑稳定性,桌面或者椅面的大部分面积必须在腿构成的多边形(包括三角形以及四边形)之内,否则要可能会倾覆。桌面或者椅面大多是矩形,如果只有三条腿,那么就有太多的面积在这个多边形之外就不稳了。当然如果你非要做一个三角形的桌面或者椅面,三条腿也是可以的,已经有人提到了,圆形的凳子就是三条腿(那三条腿构成的正三角形能将凳面的圆的大部分包含在里面)。腿不能少于三条,因为三点决定一个面。

其次,腿无需多于四个,更多的腿是浪费。就算你非要做六边形的椅面,四条腿也足以保证椅面的大部分面积在腿的四边形之内(你不做正六边形的椅面,非要做奇形怪状的椅面,那就已经是抬杠了……)

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很多圆凳子也是四条腿
而现在的电脑椅大都五条腿

我觉得四条腿居多一者因为桌椅方的较多,如果面积较大的桌子,用三条腿在上面放重物就很不稳定,而四条腿承载四个角就没有问题

再有四为双数,而我们老祖宗也比较喜欢双数

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千度建筑工程技术专业,软件爱好者

2012-10-13 08:45
支持者: zhantongz 电气

回复@呆头鹅:事实上,也有三角凳咩~我觉得四角凳跟古代人的思维方式有关,天有四极之柱的有木有,为了纪念那只老乌龟,所以后来人就做出来了四条腿的各种- -#

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假定椅子重量及负荷重量(人)不变,
由所有椅子腿下端构成面(形状)a,椅面为(形状)b,
如果b面上所有的点在垂直方向的投影,都在a面内,那么椅子就不会因为垂直向下的力而翻倒。
如果b面上某点C在垂直方向 的投影C‘在形状a以外,那么当负荷重心落在C点时,那么将会产生一个杠杆。
根据杠杆原理,C'距离形状a越远,那么使椅子倾覆的可能性越大。

如图,黑色形状为椅子面,红色为椅子腿构成的支撑面。则那么,CD两点距离越长,椅子倾覆的可能性越大。这正方形椅子面中,这个距离是sqrt(2)/4倍边长,大约是0.35倍边长。在圆形椅子面中,距离是二分之一半径。勉强可以得到结论:同样三条腿,圆形椅子面会更稳定。

方形椅子面加上四条腿,那么CD之间的距离是0。如果是圆形椅子面加上四条腿,那么CD之间的距离是[1 - sqrt(2) / 2]倍半径,结果接近0.3倍半径。因此可知,同样的圆形椅子面,四条腿比三条腿更稳定。

实际中,可以把椅子腿做成斜的,这样支撑面可以突出到椅面之外。如果椅面为矩形,那么支撑面的面积需要达到椅面的两倍,才能保证椅面完全在三角形内(三角形内接最大矩形,推导略)。

因此,为了便于使用和收藏(占用较小空间),矩形椅面加上四条腿最为合适。
三角形椅面加上三条腿虽然也满足便于收藏和稳定性,但是坐着不一定会舒服。

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支持者: fuzzy

会不会是因为方形的椅子面比较容易做出来?

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zzzhu这家伙很懒很懒

2012-10-11 17:06
支持者: BleedingGums

因为椅子面是方的所以椅子腿是4条。
椅子面是方的,便于摆放。

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Brandon_Roy生物高分子材料研究生

2012-10-11 17:30
支持者: 小黄酒

有路边摊常见那种小圆凳是三条腿的。我坐那个凳子就老喜欢倾向一遍,用两条椅子腿承重,然后就容易摔。四条腿的椅子好像很难做到这点。。。

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支持者: 电气

4只脚的稳定嘛。可以稍微往后仰也能保持平衡吧

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Metaverse录音爱好者,万有青年养成计划入围选手

2012-10-15 20:51
支持者: 炸鸡君

静定结构只需要3个支点,重心垂线与地面的交点落在3个支点形成的三角形里面就能站稳,但考虑到受到不同方向的侧向力作用,某些情况会使重心垂线移出三角形范围外,力矩不平衡便会翻侧。

对于重心高度相同的情况下,需要达到一定的有效承托面积,一般是四边形或以上的凸多边形更优越,三只脚以上的结构是超静定结构,某些情况下即便一只脚失去支承能力也不至于倒塌,能将重心垂线与地面的交点包围其来的三角形越多,凳子就越稳定可靠,但牵涉到成本的问题,不可能做很多的脚。而矩形规则易加工,于是就做成矩形了。

实际上,矩形也并不是最优的承托方案,因为理论上重心垂线正好落在三角形的斜边中点,这是个临界点,而实际上还是会偏向某一边,所以保险系数还是下降了……不过,就是形状规则易于加工这点就足够成为理由了。。。

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某水AI_samoyed经济学专业,科幻控

2012-10-11 17:02

三角形的凳子坐着可能不舒服……

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三只脚的椅子,一个腿短了长了就很不稳啊..
四个的话短了长了一两个腿问题也不大

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施瓦辛格格家具设计还没达到师的水平

2012-10-15 01:06

四条腿的凳子会给人以一种庄重的感觉,或者说,坐上去,不论人还是自已本身,都感觉很稳重。试想一下,如果古代人的厅堂里摆放着三条腿的椅子会是什么感觉~还有就是对称问题吧,双数,而椅子座面有通常是正方形或者长方形,一角安一个腿,正好。又想到了一点,椅子是需要椅背的,没椅背的那算是凳子,三条腿的椅子(凳子)在椅背造型方面难度比较大,设计者得考虑产品是否符合人体工效学以及造型是否美观。

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shychrist生物医学工程

2012-10-18 21:26

从结构上讲,中国的家具都是榫卯结构,如果是三脚椅,在椅子下部起稳固作用的横木做卯的时候会很难做。
从实用性上讲,在中国,椅子都是放在大堂内,进门后先进中堂,正面两把椅子,如果是三角形的,你说是角对外还是面对外?你说为了椅子倚的时候舒服,角朝外,要往后仰,你见过客人进门,你用角对着人家的吗?你说为了礼貌,面对外,椅子不能倚叫椅子?
从文化风俗来讲,讲究中庸,四方正正。
即便是桌子,吃饭座位谁坐在哪儿是有讲究的,按尊卑辈份来排,也不能用三角形桌子。

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四条腿便于摆放、堆叠、物流,好处太多了。

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凳面是方形的容易加工,同样的安装四条腿在工艺上也更为简便。

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记得当年曾经做数学模型分析过这个问题的,大概是说四条腿总可以找到一个平面神马的,好像还是用的零点定理……

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我个人觉得源自于早期材料单一,手工简单而形成的行业习惯。
首先早期的家具基本为木材手工。虽然三足相对于四足耗材较少,然而三足相对铆接更复杂,组件加工难度更大,并且对材料的强度要求要大于四足(古代很长一段时间不是现在的铆钉结构,而是拼接的。)。

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常识告诉我,三条腿的凳子很不稳,左右晃一下身子就倒了

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三腿凳只有一个三角形,但是加入一只脚后可以获得4个稳定三角型呢。

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鸣君新闻传播学本科生,考古爱好者

2014-06-24 23:09

无论是多少腿的椅子,重点是人坐下去找准了平衡点(有些人做四条腿的椅子也会翻= =)

看到胡床的图片顿时记起小时候外婆家也有跟它很类似的躺椅

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为了让强迫症患者可以把它放在墙角


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因为桌子是四条腿,为了和桌子配 。。。

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无需过多解释,因为一个正常人拥有的就是四肢。。。

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beorio物理、天文、经济

2012-10-11 16:56

腿少了不稳定,容易摔。
腿多了没必要,浪费材料。

这么简单,到此为止

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