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【大学生】纸桥上可站一个人
2012-03-31 供稿单位:新闻网 阅读次数:166

《大学生》   2012年3月刊(下)

2011年北京化工大学“院周”活动评比中,理学院的纸桥承重大赛获得了最高票数。猜猜看,一个用普通打印纸和胶水做的桥到底能承重多少?

 

纸桥上可站一个人

     

2011年底,北京化工大学理学院主办,中国石油大学、北京邮电大学等五所高校参加的纸桥承重大赛,进入了决赛的最终阶段,纸桥两两PK,比赛现场气氛紧张、扣人心弦,两支承重能力出众的纸桥被分在了同一个小组,难分伯仲。砝码越垒越高,两座纸桥依旧稳如泰山,窘况发生了,当准备的所有砝码全部垒上时,依然没有决出胜负。最终不得不先把一支桥上的砝码取下,测出另一支的最好成绩。最后纸桥实际承重量已严重超出了预期——55千克!相当于一个大学生的体重了。新的承重记录产生了! 

在大赛中,学生们要做的看似很简单,就是用20A4纸和普通胶水制作一座纸桥,纸桥总重不超过100g,努力提高它的最大承重量。通过实际操作同学们发现,其实要想取胜并不那么容易,纸桥桥面的承重力与桥面厚度、桥面宽度、桥面折叠与否和折叠方式相关,同学们必须利用物理学知识不断改进纸桥桥面、桥墩的结构,需要无数次试验确定最优的纸桥设计结构。最终一座座造型各异的“大桥”在比赛现场会师,有拼装式的、三角支撑式的,还有桥面镂空式的等等,场面意想不到地壮观。

在决赛现场,曾有一个团队的选手带着自己的拼装桥和尺子上台,在桌子上边测量边拼装。当主持人问他这其中的玄妙时,他幽默的回答:“其实没什么奥秘,我只是测量好间距,为了更好地遵守规则。”乐于探索的精神和科学严谨的态度就在不知不觉中形成了。

纸桥大赛连续举办了四年,同学们参赛的热情越来越高,纸桥的承重也屡创新高。

比赛中那些优秀的纸桥

金门大桥

冠军,桥重98,最大承重55千克,北京化工大学应化1107班符国钊、魏洪泽、赖仕斌制作。

结构较为简单,主要由桥墩和桥梁两个部分组成。桥墩是两个互相连接的三角形纸筒,采用该种结构主要有两个原因:一是为了利用三角的结构提高纸桥的稳定性;二是两个相连的三角形可以让桥体在受到重压时桥的两侧仍能保持平衡。圆形纸筒作为桥墩小单元,是因为圆形受力均匀,能很好地抗压且节约纸张从而减轻纸桥的重量。圆形纸筒在与桥梁部分接触的时候能起到很好的缓冲作用,使得纸桥能保持原有的形态。桥梁很简单,就是四根高强度的纸棒,把纸紧紧地卷在一起,这样纸张之间摩擦力更大,使其能承受更大的压力且不易折断。

 

夕阳和风

季军,最大承重41千克,桥重98,中国石油大学化工0901徐希洋、李璟制作。

三角形结构的桥墩不仅稳定性强,而且可以将桥身所受压力较平均地分散。同时为了使三角形结构的桥墩不至于散开,桥墩底部的各支撑点固定在一张纸上,可以将一部分桥墩的压力转化为纸张的水平拉力。桥身关键部分的纸棒卷实,从而使桥的耐压性得到提升。因为桥墩花了大部分材料,所以我们的桥身处理成横竖两条的纸棒连接而成,这样可以将纸张的利用率达到最大。

 

凯旋桥

承重与桥重比最大,以 91桥身承受30.5千克的重量,北京化工大学教改实验1001班袁楚晓、余蓁、张敏制作。

日常生活中发现小板凳虽然结构简单,但是却能承受人体的重量。由此受到启发,参考小板凳的结构,根据纸桥制作的要求对它进行改良,把桥面改成双层设计,同时为了减轻重量,采用长短纸桶间隔排列,把桥面受到的压力分散到两侧。使它能够以轻巧的身姿,承载起重于自身340倍的重量。

 

组装桥

唯一的一座现场组装桥,最大承重32千克,桥身95,北京化工大学装备1101班马策龙、王宏达、王鑫炜制作。

他们打算做一座最普通但最结实的桥。在实验中发现桥面窄的话就会使承重物不稳,所以利用许多两高一低的纸柱做成了卡槽式的桥墩,把四个桥面纸柱卡在卡槽中,这样使桥面的面积增大,四个纸柱均匀受力,从而承受更大重量。

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