山東省青島實驗初級中學2020級(3)班 王銘恩
紙橋承重是我??萍蓟顒庸?jié)的重要比賽項目。該比賽要求不使用任何黏合材料,用一張A4紙制作兩個橋墩和一個橋面,橋墩高至少5 cm,橋墩間的橋面(不包括橋墩上的橋面)長至少20 cm,在橋面中心放置硬幣,硬幣放得越多,得分越高。
了解了比賽的要求后,我上網(wǎng)查找了一些資料,看到大部分人都是通過把紙張做成瓦楞式來增加紙橋的承重力(如圖1)。
圖1 瓦楞式橋面
除了瓦楞式,還有沒有其他方式呢?我想到了高架橋的T形橋梁。如果把紙張也做成T形的,能否承載更多的硬幣?
我在紙上畫出了T形橋梁的設計圖(如圖2)。設計時,可以把b1和b3設計成同樣的長度,b2的長度盡可能地縮小。
圖2 T形橋梁設計圖
接著,我找來A4紙、直尺、裁紙刀等制作材料和工具,把A4紙沿著長邊方向疊成7個1 cm的長條,將其制作成如圖2的紙橋。為了讓橋更結實,我又做了一個相同的橋面,將其疊放在一起(如圖3)。
圖3 雙層T形橋梁橋面
有了橋面,還要有橋墩,且橋面至少離橋墩底部5 cm以上。這也難不倒我。
現(xiàn)實中的橋墩多為長方體,因此我也將橋墩設計成長方體,把剩下的紙分成2份,每份材料分別制作1個橋墩。紙張采用插接方式組合(如圖4)。
圖4 紙質(zhì)橋墩插接圖
做好了橋墩,如何將其搭載在橋面上?我想也可以采用插接方式。
在橋墩上開口,開口的形狀與T形橋梁的橫截面形狀一致,然后讓T形橋梁穿過橋墩(如圖5)。為了插接方便,在制作模型時,橋墩上雙T形的開口可設計得稍大一些(如圖6)。
圖5 雙T形紙橋
圖6 橋墩與橋面插接口
圖7 承重紙橋比賽現(xiàn)場
在學??萍蓟顒庸?jié)上,我制作了這種承重紙橋(如圖7),經(jīng)測試,它能承載42枚一元硬幣!而其他同學采用瓦楞式制作的橋面最多只能承載36枚一元硬幣。我制作的T形承重紙橋獲得了“承重大力士”的稱號。