200斤重的小伙站在紙橋上 本組圖片由記者 張路橋 攝
A4紙做的“擎天柱”紙橋
同學(xué)們用杠鈴片做測試
紙折的橋你或許見過,但你見過能承重200斤的紙橋嗎?昨日,在西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院舉辦的紙橋大賽中,30多名學(xué)生用普通A4紙折成各式各樣的紙橋,200斤的小伙站上去——毫無壓力!
1 橋是怎么“造”出的?用了30張A4打印紙
負(fù)責(zé)此次活動的桂文韜同學(xué)介紹,這次比賽的內(nèi)容很簡單,就是用紙、剪刀和雙面膠制作完成一座外表美觀且承重能力強(qiáng)的紙橋。“3人一個小組,每個小組30張A4打印紙,要在3個小時之內(nèi)完成作品?!惫鹞捻w表示,紙橋?qū)挾炔坏眯∮?0厘米,長度不得小于25厘米,高度不得低于8厘米,同時,兩個橋墩之間的距離不得小于7厘米,橋墩直徑不超過3厘米。
3個小時后,機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的大三學(xué)生劉帥所在小組率先完成作品。劉帥組制作的紙橋很簡單,36根空心紙筒組成兩個橋墩,7根紙筒連接成橋面,用力一壓,紙橋不僅沒倒,連晃蕩的感覺都沒有。
2 能承重多少?150克紙橋托起200斤小伙
劉帥組將紙橋命名為“擎天柱”,活動方搬來26個杠鈴片,開始對橋進(jìn)行測試。1塊、2塊、3塊……直到全部26塊共計80公斤重的杠鈴片全部壓在紙橋上,“擎天柱”依然紋絲不動。
“羅健,你站上去試試!”見“擎天柱”沒有任何異常,現(xiàn)場的杠鈴片也用完了,工作人員索性叫一旁一個近200斤重的小伙踩在橋上試一試。在其他同學(xué)的幫助下,羅健雙腳踩在橋上,眾人松手,“擎天柱”穩(wěn)穩(wěn)地托住了他。
“整座橋的重量不過150g,居然可以撐起我?!绷_健在“擎天柱”上站了近半分鐘,紙橋依然沒有被壓壞的跡象。
3 為何能托起200斤小伙?空心橋墩比實心更承重
為什么紙橋能托起200斤重的小伙呢?劉帥解釋,這都要歸功于結(jié)實的橋墩。
“當(dāng)時我們在糾結(jié)到底用實心的還是空心的。”組員李貴聰說,他們制作了實心橋墩和空心橋墩進(jìn)行試驗,最后發(fā)現(xiàn),雖然實心橋墩增加了接觸面,但實際承力的部分卻只有邊緣,效果并不明顯,還耗費紙張,于是,他們決定采用空心橋墩。
而在實際動手制作橋墩時,新的問題又來了,由于3人搓的紙筒大小不一,導(dǎo)致制作出來的橋墩東倒西歪。這時,劉帥發(fā)現(xiàn)了一旁的簽字筆:“用筆芯做內(nèi)襯,用紙裹住,這樣就可以保證大小一致了?!?/p>
“擎天柱”成了毫無爭議的冠軍,不過劉帥表示,這座橋也有一定問題,“承受豎直向下的軸向重力沒事,但要承受來自側(cè)方位的力就不行了,容易側(cè)向倒塌”。劉帥說,他們將繼續(xù)思考并對“擎天柱”加以改進(jìn)。
釋疑
一張紙的張力有多大?
自動化專業(yè)大二學(xué)生王新建制作的“拉力”橋也讓人眼前一亮。“這是唯一一個在橋下面也設(shè)置了紙張的橋,完全靠下面的紙張的拉力來分解上方的壓力?!被顒臃降呢?fù)責(zé)人楊秘說,王新建的作品很有創(chuàng)新意識,橋墩利用三角形穩(wěn)定原理,由6根小紙棍組成兩根橋墩,中間還有一根豎直的橋墩,下方用一張紙將橋墩進(jìn)行粘貼。王新建介紹,一旦上方出現(xiàn)壓力,三角形會將整個重力進(jìn)行分解,兩邊橋墩的張力互抵,中間的橋墩承受三角形分解的另一方力,與重力相抵,這樣整座橋的受力就均勻了。
聲音
激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識
“別小看紙橋,它的受力原理與現(xiàn)在的大橋是一樣的。”西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院講師王鵬表示,這個活動主要考查學(xué)生的動手能力,促使學(xué)生在實踐中不斷思考,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識?!叭魏问虑槎疾皇且货矶偷?,就像這座紙橋,學(xué)生在不斷摸索中進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新,這一點比我們拿一座現(xiàn)成的橋讓他們分析受力原理,來得更加直觀和有效。”重慶商報記者 余常海