拱门魔法:牢不可破的蛋

项目难度

容易

成本

2美元

安全问题

没有

完成项目所需的大致时间

少于1小时

客观的

• 了解拱的重量分布。

材料及设备

• 鸡蛋
• 小板
• 各种书籍

简介

桥梁、房屋的框架等都是用拱门建造的，以便充分利用拱门的强度。拱门是支撑或加固建筑物的弯曲结构。几乎所有的拱门都跨越开口，并支撑其上方的重量。其他的则被墙围起来。

大多数拱门是用石头、砖、混凝土或钢建造的。由石头或砖砌成的拱门由楔形石块构成，这些石块被称为拱石。在大多数这样的拱门的建造过程中，积木是由一个木制框架支撑的。最后一块要插入的石头是拱心石，也就是顶部的中心石头。当框架被移除时，弧的每一边对楔石的压力支撑着拱。此外，拱门两侧由砖石或其他拱门支撑，以防止它在上面的重量下倒塌。第一个充分利用拱门的人是古罗马的建筑师。在公元前300年，他们开始使用半圆形拱门建造渡槽和桥梁。

研究问题

• 4个蛋壳能装一本书吗?
• 如果有，它们能装多少书?
• 蛋壳越多，结构越坚固吗?

开始背景研究的术语、概念和问题

• 拱门——即使是用蛋壳做的——也很坚固，因为它们既能施加水平力，也能施加垂直力，以抵御重物的压力。蛋壳的顶部可以支撑很重的书，因为重量均匀地分布在鸡蛋的结构上。

实验的程序

• 小心地掰开四个鸡蛋的小端，把里面的鸡蛋倒出来。
• 在每个蛋壳的中心放一块玻璃纸胶带。
• 从胶带的中心剪出4个圆顶状的贝壳(把每个贝壳破碎的一端扔掉)。
• 把四个圆顶放在桌子上，切好的边朝下排成长方形。
• 接下来，猜猜在贝壳破碎之前，你可以在上面放多少本电话簿。

参考书目

• 世界图书百科全书(1997)
• 儿童科学书(1995)