大多數(shù)人比一張紙要大得多。但是在本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,你可以從一張紙上的洞里擠過(guò)去。多加練習(xí)的話,你甚至可以穿過(guò)一張小小的名片上的洞!
實(shí)驗(yàn)條件及材料
● 紙
● 剪刀
活動(dòng)步驟
(1)把一張紙從中間對(duì)折,把折好的紙放在桌子上,將有折痕的一邊靠近你。
(2)剪開(kāi)有折痕的這一邊,位置距離邊緣約1厘米,然后一直剪到距對(duì)邊邊緣前1厘米處停止,這樣你就不會(huì)把整張紙都剪開(kāi)了。
(3)把紙翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),使有折痕的一邊遠(yuǎn)離你。在距離剛才剪開(kāi)的位置約1厘米處開(kāi)始剪,在剪到有折痕的一邊邊緣前約1厘米處停止。
(4)從有折痕的一邊和相對(duì)的一邊交替進(jìn)行剪切。每個(gè)切口保持1厘米的間隔,并且始終在距離紙的遠(yuǎn)端邊緣1厘米之前停止剪切。當(dāng)你完成的時(shí)候,應(yīng)該出現(xiàn)一張“之”字形的紙。
(5)沿著紙上有折痕的一側(cè)看。你應(yīng)該看到一系列的紙圈。除了第1個(gè)紙圈和最后1個(gè)紙圈外,沿著每個(gè)紙圈的折痕進(jìn)行剪切。保持紙張的整體完整。
(6)小心地把紙分開(kāi),注意不要把紙圈撕斷了。最后你應(yīng)該得到一個(gè)大大的紙圈?,F(xiàn)在你可以試著讓自己穿過(guò)這個(gè)“紙上的洞”了!
(7)如果你還是不能通過(guò)這個(gè)紙洞,可以試試以下2種方法:換一張大一點(diǎn)的紙,或者把切口之間的距離縮小一些(試試將間隔1厘米減少到5毫米,距離遠(yuǎn)端邊緣不要超過(guò)5毫米)。
活動(dòng)概述
如果觀察一下你在紙上剪的切口,它看起來(lái)就像一個(gè)迷宮。但是實(shí)際上你已經(jīng)把這張紙變成了一個(gè)很長(zhǎng)的紙圈,長(zhǎng)到足夠繞著你轉(zhuǎn)一圈了。
在整個(gè)活動(dòng)過(guò)程中這張紙的面積保持不變——你并沒(méi)有改變這張紙的大小,但裁紙使周長(zhǎng)變長(zhǎng)了。如果有足夠的切口,那么剪出來(lái)的紙圈周長(zhǎng)就足夠繞著你一圈。
現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)學(xué)
對(duì)于任何給定的面積,有一個(gè)最小的周長(zhǎng),但沒(méi)有最大值。周長(zhǎng)最小的形狀總是圓,與圓面積相同的任何其他形狀的周長(zhǎng)都更長(zhǎng)。但是沒(méi)有最長(zhǎng)周長(zhǎng)的形狀,無(wú)論你選擇什么大小的形狀,總是有辦法使另一個(gè)形狀具有相同的面積,但有更長(zhǎng)的周長(zhǎng)。
例如,一個(gè)10厘米 x 10厘米的正方形的周長(zhǎng)是40厘米,面積是100平方厘米。一個(gè)寬1厘米,長(zhǎng)100厘米的長(zhǎng)方形正好有同樣的面積,但周長(zhǎng)超過(guò)2米!它的面積和一條10米長(zhǎng)1毫米寬的帶子是一樣的。
類似的想法也適用于實(shí)體形狀的體積和表面積。對(duì)于任何體積,球體的表面積都是最小的,但是你可以讓它的表面積達(dá)到你想要的大小。這是非常有用的,特別是對(duì)于熱量的傳遞。
熱是通過(guò)物體表面流失的,所以要使物體冷卻下來(lái),它應(yīng)該有一個(gè)很大的表面積。汽車?yán)锏纳崞饔糜鼗厍鄣姆绞皆黾铀鼈兊谋砻娣e,這樣它們就可以消除來(lái)自汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量。電腦里的散熱器和冰箱后面的管道工作原理基本相同。充油電加熱器也有很大的表面積用來(lái)散熱,盡管在這種情況下,大的表面積是用來(lái)加熱房間的,而不是用來(lái)冷卻加熱器的。