王芹
“5張A4紙能做什么?”也許大家首先想到的是打印一篇文章,折幾架紙飛機(jī)……可不要小瞧它們,看上去柔弱的它們能輕松舉重呢!
一、實(shí)驗(yàn)工具
5張A4紙,一瓶學(xué)生專用白乳膠,一塊小木板,杠鈴若干片(可用其他重物如磚頭代替)。
二、限制條件
1.結(jié)構(gòu)高度不小于150 mm,正負(fù)誤差為2 mm。
2.不得在結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充任何其他物質(zhì)以強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的承重能力。
3. 不允許用任何方法強(qiáng)化紙張的拉伸強(qiáng)度,如刷漆、用膠水反復(fù)涂抹紙張等。
4. 加載到結(jié)構(gòu)上的重物必須保持10秒鐘才能確定其總質(zhì)量。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
要求小組合作,人數(shù)不超過4人,具體步驟如下。
1.把每張A4紙先縱折再橫折成四等分,如圖1,再分別卷成直徑為0.5cm左右、長(zhǎng)度為150mm的20根圓形紙筒,并用白乳膠粘合固定。
2.把所有紙筒用膠水粘合成中間空心的大圓柱形結(jié)構(gòu),如圖2所示。
3. 等結(jié)構(gòu)完全干透或用吹風(fēng)機(jī)吹干。
4. 將承重板(小木板)放在結(jié)構(gòu)上,避免重物直接接觸,對(duì)結(jié)構(gòu)造成損壞。
5. 找準(zhǔn)重心位置,依次放上合適的重物或杠鈴片,測(cè)試該結(jié)構(gòu)的承重能力,重物在紙結(jié)構(gòu)上堅(jiān)持10秒以上為有效數(shù)據(jù)。
我們用5張普通A4紙?jiān)O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)承重為125.47kg,如圖3。你能設(shè)計(jì)出更合理的結(jié)構(gòu),讓其承重更大嗎?來試試吧。
四、實(shí)驗(yàn)原理
本結(jié)構(gòu)由20個(gè)圓柱圍合而成,在每個(gè)紙筒上幾乎平均分散相同的力,受力均勻,結(jié)構(gòu)容易承受更大的壓力。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2014年8期