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      如何住進“水立方”

      2023-04-12 04:53:58阿基米花
      數(shù)學大王·中高年級 2023年4期
      關鍵詞:五邊形鋼珠水立方

      阿基米花

      “餿主意”訓練營開始訓練啦!數(shù)學急轉彎,動腦又動手,今天你學到了什么呢?

      大清早,司馬睿就起來洗床單了。這并不是因為他勤快,而是因為他昨晚又尿床了!

      司馬睿一著急,就往盆里倒入了太多洗衣粉。泡泡一下子就溢出來了,擁擠在一起的泡泡被擠壓成一個個連在一起的多面體。

      眼看場面就要控制不住了,司馬睿連忙跑去向爸爸求救。剛跑到客廳,他就“咚”的一聲滑倒在地。

      地上散落的磁力鋼珠“嗒嗒嗒”地聚合到了一起。坐在地上的司馬??粗帕︿撝?,仿佛打通了任督二脈般,很快就想了個新點子來將功補過。

      爸爸被“咚咚咚”的聲音吵醒了。他帶著一肚子起床氣沖到了書房,通紅的臉上仿佛有火在熊熊燃燒。

      感受到威脅臨近的司馬睿不僅不慌,反而高興地說:“爸爸,我明白了!我們可以用十二面體形狀的磚頭重新修建書房,這樣就能把書房變成 ‘水立方,讓你的書房變大了!”

      司馬睿的計劃能成功嗎?他真的能用十二面體形狀的磚頭修建書房嗎?

      泡沫與水立方

      十二面體是最節(jié)約空間的結構。當很多泡泡聚集在一起時,它們會相互擠壓,使接觸面形成五邊形,把所占空間降低至最小。磁力鋼珠在磁力作用下互相吸引,抱成一團,它們形成每一面都是五邊形的十二面體,中間幾乎沒有任何空隙,形成的新立方體的體積最小。

      這種結構又叫作泡沫結構。國家游泳中心“水立方”外墻的“泡泡”就是參考泡沫結構設計出來的空間鋼結構。

      如果真的要用十二面體形狀的磚頭來造房子的話,還是有不小的難度的。首先,十二面體形狀的磚頭的制作工藝比普通磚頭的更加復雜,原料成本也更貴。其次,用十二面體形狀的磚頭修建的房子,其空間結構非常復雜,需要經(jīng)過數(shù)學家嚴密的設計。司馬睿要想把書房建成“水立方”那樣,還有很多數(shù)學知識要學呢!

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