空心竿比实心杆强度大的原因主要在于材料力学中的应力分布和结构优化。以下是详细的解释：
1. 应力分布
在材料力学中，应力分布是决定结构强度的重要因素。当一个杆件受到弯曲力时，应力在杆件的截面上并不是均匀分布的。实心杆在弯曲时，外侧的材料会受到拉伸应力，内侧的材料会受到压缩应力，而中心部分的材料应力较小。这意味着实心杆的中心部分材料并没有充分发挥其强度。
相比之下，空心杆在弯曲时，外侧的材料同样会受到拉伸应力，内侧的材料会受到压缩应力，但由于中心部分是空的，应力分布更加集中在杆件的外侧和内侧，使得材料能够更有效地抵抗弯曲力。
2. 结构优化
空心杆的设计可以通过优化截面形状来提高强度。例如，空心圆杆可以通过增加壁厚来提高强度，而不会增加过多的重量。这种设计使得空心杆在相同重量下比实心杆具有更高的强度。
3. 案例分析
案例1：钓鱼竿
钓鱼竿通常采用空心设计，因为空心竿在弯曲时能够更好地分散应力，减少断裂的风险。实心钓鱼竿虽然可能在某些情况下更坚固，但由于重量较大，使用起来不方便，且在弯曲时容易断裂。
案例2：自行车车架
现代自行车车架通常采用空心管设计，如铝合金或碳纤维材料制成的车架。空心管车架在保证强度的同时，重量更轻，骑行时更加省力。实心管车架虽然可能更坚固，但由于重量过大，不利于骑行效率。
4. 材料利用效率
空心杆的设计使得材料能够更有效地利用。实心杆的中心部分材料在弯曲时几乎没有发挥作用，而空心杆通过去除这部分低效材料，使得剩余材料能够更集中地承受应力，从而提高整体强度。
5. 抗扭强度
空心杆在抗扭强度方面也具有优势。当杆件受到扭矩时，空心杆的外侧材料能够更有效地抵抗扭转力，而实心杆的中心部分材料同样没有充分发挥作用。
结论
综上所述，空心竿比实心杆强度大的原因主要在于应力分布的优化、结构设计的灵活性、材料利用效率的提高以及抗扭强度的优势。通过这些因素的综合作用，空心竿能够在相同重量下提供更高的强度和更好的性能。