王芹

“5張A4紙能做什么?”也許大家首先想到的是打印一篇文章,折幾架紙飛機……可不要小瞧它們,看上去柔弱的它們能輕松舉重呢!
一、實驗工具
5張A4紙,一瓶學生專用白乳膠,一塊小木板,杠鈴若干片(可用其他重物如磚頭代替)。
二、限制條件
1.結構高度不小于150 mm,正負誤差為2 mm。
2.不得在結構內部填充任何其他物質以強化結構的承重能力。
3. 不允許用任何方法強化紙張的拉伸強度,如刷漆、用膠水反復涂抹紙張等。
4. 加載到結構上的重物必須保持10秒鐘才能確定其總質量。
三、實驗步驟
要求小組合作,人數(shù)不超過4人,具體步驟如下。
1.把每張A4紙先縱折再橫折成四等分,如圖1,再分別卷成直徑為0.5cm左右、長度為150mm的20根圓形紙筒,并用白乳膠粘合固定。
2.把所有紙筒用膠水粘合成中間空心的大圓柱形結構,如圖2所示。
3. 等結構完全干透或用吹風機吹干。
4. 將承重板(小木板)放在結構上,避免重物直接接觸,對結構造成損壞。
5. 找準重心位置,依次放上合適的重物或杠鈴片,測試該結構的承重能力,重物在紙結構上堅持10秒以上為有效數(shù)據(jù)。
我們用5張普通A4紙設計的結構承重為125.47kg,如圖3。你能設計出更合理的結構,讓其承重更大嗎?來試試吧。
四、實驗原理
本結構由20個圓柱圍合而成,在每個紙筒上幾乎平均分散相同的力,受力均勻,結構容易承受更大的壓力。