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啥?小蛮腰、薯片、马鞍竟然有一个共同的名字?

发布时间:2020-06-02 14:52 文章来源:展览教育部
  在内蒙古科技馆的第二展厅中有一个造型独特、兼具美观和科学性的展品,它就是直纹面。初看到这件展品大家可能会被它巨大的体型和金灿灿的外观所吸引,但仔细观察后会发现它居然都是由一根根笔直的金属柱组成的,在电机的带动下金属柱旋转并进行一定角度的倾斜,就会呈现出弧面的造型。这好像打破了很多人对于弧面的印象,它居然可以由一根根直线组成吗?今天,我们就一起来揭开这件展品的神秘面纱吧!

  

  直纹面这件展品由最中间的自动演示模型和周围的三个小模型组成,观众可以通过动手操作和直观观看的方式了解各类直纹面的特征。

  那么究竟何为直纹面呢?直纹面是指空间中一条直线运动的轨迹,比如圆柱和圆锥也都是直纹面当中的一种,而这件展品包含了3个不同模型分别是正螺面、单页双曲面及双曲抛物面。

  正螺面模型

   

  从上向下看时,正螺面模型的形状像极了海螺壳上的花纹,这也是它名字的由来。通过观察我们可以看到它是由一条直线围绕着与其垂直的另一条直线不断运动而形成的轨迹。在日常生活中,我们会发现,旋转楼梯就是正螺面的结构,不仅造型美观而且占地面积小,所以被广泛应用于日常生活中。 

  单页双曲面模型

   

  该模型与我们中间的自动演示模型是一样的,单页双曲面的应用就更为广泛了,发电厂的冷却塔就是其中之一。根据单叶双曲面的构成特性,它可以用一根根笔直的钢梁来建造,这样既可以用最少的材料来维持结构的完整,还可以减少风的阻力,而且对流快,散热效果也更好。由于其良好的稳定性和外观,单叶双曲面还常常应用于一些大型的建筑结构,比如广州的地标性建筑——“小蛮腰”,它的主体结构也是应用了单叶双曲面。 

  双曲抛物面模型

   

  在我们日常生活中双曲抛物面更是常见,它还有一个形象的名字——马鞍面。作为生活在内蒙古地区的我们,马鞍对于我们来说一定不陌生。那你想过马鞍为什么要做成这个形状吗?因为双曲抛物面承受巨大的推挤和拉扯,在受到张力的时候它的凹面受力,而在被挤压的时候凸面部分可以承受挤压,所以当我们的屁股坐在马鞍上的时候才能又稳定又安全啦!除此以外,双曲抛物面在生活中还有一个应用,那就是薯片!某品牌薯片就被做成了标准的双曲抛物面,正是因为这样独特的形状,该薯片在运输过程中一般不会碎,即使碎了也只是一小部分。这是因为双曲抛物面有一个力学特性就是无法形成一条应力线,也就是说小裂缝很难扩大成一条长裂缝哗啦一下子扩散开来。这就保证了薯片“只碎于口、不碎于手”的松脆感。

  怎么样,是不是很长知识?其实科学就在我们身边,只要用心观察,大胆实践,你会发现,科技就在身边。