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薯片形状的秘密

2024-06-24中国科学技术馆

读者·校园版 2024年6期
关键词:抛物面抗拉马鞍

市面上的薯片虽然品牌五花八门,但是却有一个不可忽视的共同点:它们的形状大都是圆形的,其中最经典的是马鞍面形状。小小的薯片背后,也蕴含着科学原理。

马鞍面是一种曲面,又叫双曲抛物面,形状类似于马鞍。

双曲抛物面结构具有奇怪的力学特征,这种结构之间相互作用,相互稳固,既能抗压也能抗拉,在压力和拉力之间形成了巧妙的平衡。因此,你如果用手掰裂每片薯片,会发现薯片裂痕的走向是不一致的,并不存在可预测的断裂方向。

薯片从生产工厂到消费者手中,理想状态是要始终保持其形状不变。因此,这就需要薯片具有稳定、抗挤压的形状。而双曲抛物面的设计恰好可以满足这个要求。拥有双曲抛物面结构的薯片,即使厚度很薄,在包装和运输过程中也不易碎,甚至能不借助任何胶水搭出一个稳固的圆环。所以,这种马鞍形的薯片也更适合堆叠在一起存放。

除了薯片,双曲抛物面在生活中的应用十分广泛。在建筑行业,有专门的双曲抛物面的施工工法。相对其他曲面而言,双曲抛物面的屋顶大大地节省了资源成本,且其形状不同于一般的平屋顶建筑,集美观与实用于一体。

(平林月摘自微信公众号“中国科学技术馆”,视觉中国供图)

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