車輪與項鏈

菠蘿冰

啦啦啦，啦啦啦，我是播報的小行家，一邊走一邊報。今天的熱點真正好，快來組隊看報道。

汽車的車輪和媽媽脖子上戴著的項鏈會有什么聯系呢？老實說，車輪和項鏈這兩種看似毫不相干的物品，其實也存在著一定的聯系喲。接下來，讓我們一起來探索吧！

車輪為什么是圓形的

看到大街上來來往往的汽車，你可能會產生這樣的疑問：為什么所有交通工具的車輪都是圓形的？為什么不能是方形或者三角形的呢？這是因為圓上的任意一點到圓心的距離都是相等的，這個相等的距離叫作半徑。把車輪做成圓形，車軸安在圓心上，那么車軸離地面的距離就總是等于車輪半徑，這樣汽車才可以在地面上平穩地行駛。同時，圓形的輪胎能夠減少車輪在行駛過程中受到的摩擦阻力，提升汽車的速度，提高汽車的工作效率。

難道真的沒有方形的車輪存在嗎？其實，這個世界上是有方形車輪的。只是考慮到日常行駛的效率和省力程度，方形車輪只存在于某些實驗或者展覽中。這是不是說明，方形車輪只是一個“中看不中用”的物品呢？當然不是。

盡管方形車輪很難在平地上進行省力和有效的行駛，但是誰又規定方形車輪一定要在平坦的地面上行駛呢？其實，方形車輪可以在適合自身發力的、凹凸不平的地面上行駛！看，當圓弧形地面的曲線長度與方形車輪的邊長相等時，方形車輪就可以在地面上自由行駛了。

“微笑”的項鏈

項鏈，通常作為裝飾品出現在我們的眼前。比如，配合人們日常的衣著搭配等。但你可能不知道項鏈還會“微笑”吧？當你將一條項鏈拿在手中，雙手適當靠近，讓項鏈自然下垂時，這條項鏈就形成了一個自然的弧度。這時，你再看向項鏈，就會發現這條項鏈在對你“微笑”。

從正面看，除了發現項鏈在對你“微笑”之外，項鏈的弧度還可以看成拋物線。如果我們變換一下視角，將項鏈的現有弧度順時針旋轉180°，看，它又變成了一個拱形。

達·芬奇在創作《抱銀貂的女人》時，為了畫好女人脖子上的項鏈，做了各種精確的數學計算來確定脖子上項鏈的懸掛狀態。同時，他一直被一個問題苦苦困擾著：固定項鏈的兩端，使其在重力的作用下自然下垂，那么項鏈所形成的曲線是什么呢？

神秘的懸鏈線

其實不管是方形車輪行駛的路面，還是“微笑”的項鏈，都離不開一個隱藏較深的數學知識——懸鏈線。懸鏈線是一種曲線，指兩端固定的一條（粗細與質量分布）均勻、柔軟（不能伸長）的鏈條在重力的作用下所具有的曲線形狀。

從形狀上來看，在方形車輪所行駛的凹凸不平的圓弧形路面中，就包含著懸鏈線。同樣地，項鏈、繩子甚至鐵鏈等物體在兩端固定、自然下垂的狀態中也包含著懸鏈線。

懸鏈線很少會在我們日常的數學學習中涉及或者提到，但是懸鏈線也并不神秘，如果你了解它，就會發現在建筑中，在神奇的大自然中，都有它的存在。

形與力高度結合的懸鏈線將我們生活的世界勾畫得更加科學、美好，也讓數學與生活的聯系更加緊密。小讀者們也從自己的所學所得出發，發現身邊更多有趣的數學知識吧！