Share This Experiment
Experiment Category:
出品人:
研究只用一张纸来建造坚固建筑的方法。
实验材料:
- 两块木块
- 一张纸
- 许多硬币
步骤和现象:
1. 在桌子或地板上放好木块，它们之间的距离大约是 15 厘米。
2. 造一座跨两块木块的纸桥，它要支撑尽可能多的硬币"车"。把纸折叠一下，使桥变得更坚固。你只能在桥面的中央叠起硬币，而不是在木块上。尝试用不同的方式折叠纸张，来建造最坚固的路面。你的桥还要承载其它东西吗？
3. 讨论你的结果，确定哪种结构是最坚固的，以及其中的原因。
怎么回事？:
就象折纸扇那样折叠纸张，做一个波状的路面。褶皱形成了一系列三角形。三角形组成了最坚固的结构。
建筑物应该支撑起它自己的重量以及另一个物体的重量。重量提供了两种力：压力和张力。压力是向下作用到建筑物的推力，肯定会传递到地面。张力是拉伸建筑物的牵引力。三角形承受了这两种力。压力向下作用到三角形的两边，各边受力相等，这样就会使底边受到向两个方向的相等的拉力，于是就产生了张力。三角形是最坚固的结构，因为所有三条边都承受负载。在正方形中，四条边里只有两条承受负载。这样将力均分使三角形成为最坚固的结构。
波状的路面利用了这个特点来增加桥梁的强度。
给家长／老师的提示:
尝试相同的实验，但改变一下木块之间的距离。尝试用不同的材料来造桥。哪种方法更好？
为了理解作用在建筑物上的张力和压力，和您的孩子一起搭一个"人体拱桥"。两个人面对面站好，相距至少 60 厘米。（您也许要跪着，这样才会和您的孩子一样高。）两个人向对方倾斜，将手放到对方的肩上。你们感受到哪里有推力（压力）呢？哪里有牵引力（张力）呢？
考考您的孩子，让他（她）尝试一下使用两、三张纸厚的纸张来完成上述实验。这会大大增加建筑物的强度，从而可以承受更大的负载。