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【科普】薯片里的建筑力学

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发表于 2020-4-3 08:28:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
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最近发现了一个惊天的冷知识

说起薯片,我们都吃过

但你可能不晓得

这小薯片的背后

全!是!科!学!

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这不,最近网上掀起了薯片之争

乐事vs品客

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比什么呢?

比谁更不容易碎!

一开始想说

这有什么好比的

好吃就行了呀

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不过没想到

同是薄薄的薯片

还真能分个输赢

品客完胜!

赢在了神奇的结构

谁能想到品客薯片的小蛮腰造型

竟是用「超等计算能力」设计成的呢?

(不是品客的广告,不是不是不是!)



它是宝洁60年代的产品

松脆辛香的小身体里

还藏着数学、物理、哲学的奥秘

以品客为教科书

类似结构的房子也异常坚固

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突然就肃然起敬

再也不敢小瞧

身边任何一个不起眼的小工具

里面可都是人类的智慧呀

01.

品客薯片凭啥不容易碎?

刚刚我们说品客薯片赢在了结构

啥结构?

它的形状在数学微积分里叫

双曲抛物面

小编就不说界说了

因为形状很像马鞍

所以也叫,马鞍面

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每个马鞍面上都有2条抛物线

一红一白

用来理解双曲抛物面(马鞍面)再好不过

是不是和你的口腔完美贴合

一口一片刚刚好

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不但能承受拉扯,也能承受挤压

在压力、拉力间

形成巧妙的平衡

所以薯片再薄,也异常稳固

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甚至还能稳稳地搭出一个圆环

而且不借助任何胶水

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而乐事薯片则不可

很显然,它不是马鞍面

只有一条抛物线

另一条是直线

比钢铁直男还直的那种

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(左:乐事 vs 右:品客)

它的结构虽然不如品客那么牛逼

但也有好处

一旦碎了会很对称

顺着中间的应力线酿成两瓣

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而品客结构稳固

不碎则以,一碎就是粉末状

但平时谁会用枪对薯片撒气呀

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如果是袋装的薯片

那真是连神仙都救不了了

它是用切片土豆

一气呵成直接烹制出来的

做不出什么神仙结构

自然就很容易碎了

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02.

神似品客薯片的建筑

|2012伦敦奥运会室内自行车馆|

↓↓↓

不只是品客薯片用过马鞍面

建筑上也用到了这曲面

瞧,像不像巨大的品客薯片

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这是2012伦敦奥运会室内自行车馆

昔时在100项设计方案里胜出

使用了这马鞍面结构

竟然节省了整整一半的材料

只用了1092吨钢材

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建造时间也缩短了一半

减少材料,节省本钱的同时

还降低了碳排放



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|加拿大丰业银行马鞍体育馆|

↓↓↓

无独有偶

这又是一个超像薯片的建筑

坐落在加拿大

同样用了马鞍面

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看着要用微积分来计算的马鞍面

突然发现

原来建筑还可以

有几分数学的味道

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03.

房子怎样薄到飞起来?

用马鞍面

其实马鞍面很早就被用到建筑上了

菲利克斯·坎德拉就是始祖

他是混凝土薄壳巨匠

一生设计了900个项目

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把马鞍面玩到飞起

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让混凝土薄到不成思议

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这就是要起飞的节奏呀
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可是这么薄的房子

不怕被风吹走吗?

来场地动就被晃碎了吧?

但这建筑和薯片一个事理

都采取了马鞍面

让张力和拉力平衡

强度反倒非常高,房子异常坚固

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从这之后,飞舞飘逸的屋面

成了他的典型标签

而且陷溺于马鞍面无法自拔

1个、2个、3个、4个…

把能建的都建了一遍

↓↓↓

1个马鞍面的房子

这是1958年的帕尔米拉教堂

整体为开放式的

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结构简单,一目了然

就是一个大大的马鞍面没错了

线条流畅

像上帝大笔一挥的样子

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3个马鞍面的房子

这是圣维特生·得·保罗教堂

三块马鞍面壳靠在一起

中间通过钢桁架相连,形成透明光带

像森林里的一顶白帽子

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4个马鞍面的房子

这是他最著名的建筑

霍奇米洛克餐厅

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从上方看,像一朵白色的花

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这座建筑经过

多年不断的修补和改造

已经有了新的面貌

但最初的建筑结构

却影响了几代人

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多个马鞍面的房子

这是Bacardí 瓶装厂

马鞍面多到让人眼花缭乱

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从小小的薯片到超大的房子

都渗透了万古不变的几何学

这一切无形的工具

悄悄构成了我们眼前所见的世界

很多时候,我们却无从发觉

可千万别小瞧呢

其实生活中每一个物件背后

非论是受手中小小的薯片

还是远在天边的房屋

都有它自己的逻辑

和人类的智慧

不由对世界上的万物肃然起敬

下次再吃薯片时

别忘了拿在手里仔细看看

然后再享受

几何学在唇齿之间碰撞的快感吧

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