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!