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總重僅有13克火柴棍大橋,卻能承受40公斤以上的重力,人踩在上面也不會垮。昨天,南岸區第26屆中小學生科技節上,100多名中小學生用火柴棍粗的細木條建造大橋,比賽誰建的橋最堅固。火柴棍大橋個頭雖小,卻頗有科技含量,讓不少成年人都看得瞠目結舌。
承重40公斤纔過關
比賽規則是這樣的:主材是15根火柴棍粗細的木條,每根長55厘米,可自由設計大橋形狀,並任意切割、粘接木條,但橋的長度必須有40厘米,要在兩小時內完成。
測試工具是由電子彈簧秤改裝而成的承重測量平臺。橋兩頭放在平臺兩端,中部懸空,中央吊上重物和彈簧秤,並逐漸加重,承受的重量必須達到40公斤,橋不坍塌,纔算通過測試。如果都通過測試,則比比誰用的木料更少。
首個挑戰者就成功
市38中初二學生郭良第一個做好木橋,他的橋從側面看是個梯形,橋重只有16克。
『15公斤!』盡管充滿信心,郭良第一次還是要了一個保守的重量。給大橋加壓到15公斤,橋身紋絲不動。
『25公斤』『30公斤』『35公斤』『40公斤』……五次加壓後,郭良的木橋安然無恙,『耶,成功了!』郭良興奮得跳了起來。
梯形橋梁最受歡迎
並非人人的橋都這樣結實。在接下來的參賽選手中,不少木橋轟然倒塌。有一位女生的小橋,壓力只加到3公斤就垮了,引來周圍一片嘆息,讓她非常沮喪。在昨天的比賽中,共有17名學生搭建的小木橋經受住了40公斤重力的考驗,而用料最少的是黃桷埡小學5年級4班吳星宇,他建的小橋只用了13克木條,就承受住相同的重量。
記者發現,孩子們的橋梁形狀五花八門,有的設計成拱形,有的設計成人字形,還有的設計成一字形,但八成以上做的都是上短下長的梯形橋。
『橋的形狀、高度、坡度等都有講究,我發現木橋的長度與高度之比為2:1的時最能受力。』第一個過關的郭良說,他在賽前試著做了四五種橋,纔總結出這點經驗。梯形橋的四個面都要做成『上窄下寬』,這樣纔會更穩固。而且在木橋的每個結構單元內,都要用小木條橫在中間加固。
火柴棍木橋
最高能承重
80公斤
『我市的最高紀錄是用材不超過22克,承受住80公斤重力。』南岸區青少年科技輔導站站長邱沛渝說,這一重慶紀錄也是全國紀錄,因為國內舉行的類似科技模型比賽中,用的都是木板,承受力可達上百公斤,只有重慶比賽纔是用火柴棍這麼細的木條來建。
邱站長說,木條雖細如火柴棍,但只要運用力學原理得當,將承載的重力分散到各個支點,搭建的小橋承受起一個成人的重量並非難事。如何分擔重力?哪根木條最負重?哪根木條可有可無?這些問題都很考量學生的智慧,需要精巧的設計和精確的測量,纔能造出一座堅固的橋。
廣益中學帶隊參賽的老師何文晶說,之所以梯形橋最受歡迎,是因為梯形橋四角受力,40公斤重力平均下來,每只角只承受10公斤的力。