紙船“稱”硬幣

黃羽佳

鄭和的寶船是用木頭做的，裝著滿滿的寶物遠渡重洋；大海里的萬噸巨輪是用鋼鐵做的，堆著高高的集裝箱乘風破浪。兩張A4紙折成的船能承載多少重量呢？假期里，我們科學小隊就做了這個好玩的實驗。

折紙船很簡單，但怎樣折才能讓它承受更多的硬幣呢？我們都知道曹沖稱象的故事，大象在水中排開水的重量就是大象的重量。同樣的道理，紙船裝上硬幣后排開的水的體積越大，能裝的硬幣就越多。

怎樣才能讓紙船排出的水更多呢？通過查閱資料，我們知道球形的體積和面積最大。但是要把紙做成氣球一樣的球形，這有點難。經過思考，我們決定將紙船做成方形，和其他形狀相比，方形體積也是比較大的。

我分別把兩張A4紙的四邊折起做船沿，然后把船底按相反方向橫豎折疊拱起，如圖（1）。再按圖（2）的方法重疊，四周粘上固體膠，做出來的船如圖（3）。可船沿做多高呢？太高，底面積就變小；太低，水容易漫進來。經過反復思考、試驗，我發現當船沿高度為1.5厘米時，可放124個硬幣。

隊員江華將紙疊成一個和我差不多的方形，再將另一張紙折成一個方形，將兩個方形底部粘在一起如圖（4）。放入水中時，盡量讓紙船垂直，讓底部充滿空氣，增加浮力。最后，江華的紙船一共承受了112個硬幣。

隊員彭玥寧充分利用了正方體的體積最大的特點，把兩張A4紙橫豎交叉，為保證四個角不漏水，沿著重疊部分的邊向內折1厘米，里面作為船的底，其余部分折上去重疊成雙層作為船沿，做出來的船非常牢固，可惜只放了74個硬幣，紙船就沉了。

疊紙船看上去似乎很簡單，但其中也蘊含了很多科學小知識。想使紙船承受更大的重量，首先船底部必須有一個相對密閉空間。江華在下面的一個方形與上一個方形之間制造出有空氣的空間，以此增加浮力。但是這個方形并不密閉，可以看成兩個單獨的方形，并且兩個方形都是由一張A4紙折成，下面一張紙吸滿水后，由于固體膠黏性降低，與上一個方形的底部脫離沉入水中，剩下的一個方形就只能靠一張紙承受硬幣。

而我把兩張紙重疊在一起，中間拱起，兩張紙當中就存在著少量的空氣，船沿處折疊緊密，船底構成一個相對密閉的空間。放入水中，下一張紙浸濕后，硬幣的重量排掉兩張紙之間的空氣以后，第二張紙才會吸水，所以我比江華放的硬幣多。

其次，紙船的底面積越大，浮力越大。在保證排水體積最大的情況下，要優先考慮底面積的大小。然而，彭玥寧沒有考慮到這一點，所以她的紙船雖然很牢固，船沿也很高，但底面積太小，所以在放入76個硬幣后，船沿就變形了，整個紙船像石塊一樣沉了下去。

當然，還要確保紙船受力均勻。放置硬幣時動作要輕，按對角線，先四周后中間一層層鋪開，邊放邊觀察，盡量使紙船保持平衡，每個地方受力均勻。