活动设计

2019-03-22 02:28
中国科技教育 2019年7期
关键词:多面体六边形气泡

活动名称:自制泡泡网

如果你认为人类是唯一使用渔网的渔民。那你就大错特错了!座头鲸会一起合作利用“渔网”将鱼聚集在一起,这样就更容易吃到这些鱼。但是这些鲸鱼用的网是由气泡做成的!如果你想要了解更多这方面的知识,那么是时候自己来撒些泡泡网了。

实验条件及材料

大的搅拌碗

打孔机或剪刀

吸管

1/3杯的量勺或勺子

过滤器(可选)

帮你捕鱼的几个帮手

活动步骤

(1)在碗里装一半水——这就是你的海洋。

(2)接下来你需要一些“鱼”。用打孔机在纸上打一些孔,然后将纸屑收集起来,如果你没有打孔机。可以用剪刀剪一些边长5毫米的小方片。

(3)把刚刚收集的纸屑“鱼”撒一半在水面上,

(4)现在假装你就是一条鲸鱼!试一试用量勺捕捉尽可能多的鱼。

(5)把“鱼”从量勺里舀出来,然后放在纸上点数,你捕上来多少条“鱼”?

(6)接下来,你需要更多的鲸鱼。找一些人来帮助你,给他们每人1根吸管,并聚在碗的周围。

(7)在水中再撒多一些“鱼”。这样水里就会有和以前一样多的“鱼”。

(8)让所有人开始向水中吹泡泡,并试着把“鱼”聚在一起。

(9)告诉所有人停下来,然后用量勺快速地捕捉尽可能多的“鱼”。

(10)再一次从量勺里把“鱼”舀出来,数一数一共有多少,用泡泡网捕鱼是不是更容易一些?

活动概述

泡泡网捕食是座头鲸的一种协同捕猎技术。它被用来捕捉大量的小鱼和磷虾。泡泡网是鲸鱼发明的一种技术——这种技术需要学习才能掌握。

泡泡网捕食通常需要多头鲸鱼——至少需要2头,曾经有多达60头鲸鱼的捕猎群体被目击到。从几头鲸鱼绕圈游泳开始,在猎物周围吹泡泡,慢慢形成泡泡网。

当一切准备就绪时,其中一头鲸鱼会大声呼叫,向其他鲸鱼发出是的候进食的信号,然后。所有的鲸鱼都会发出响亮的叫声作为回应。浮起来张开大嘴开始吃掉尽可能多的鱼。鲸鱼游泳的速度比气泡上升的速度要快,所以在它们享用美食的时候,泡泡网还在原处。

科学家们并不十分确定泡泡网是如何工作的。新的研究表明,并不仅仅是气泡把猎物困住了,鲸鱼在捕猎时发出的叫声可能与气泡结合在一起形成一堵声音墙。但无论哪种方式。都是相当惊人的!

不完美的形状

这个形状有一个小秘密。它被称为倒角立方体,它并不像乍看上去那么完美……

实验条件及材料

剪刀

胶带

打印1份实验用图形的副本(https://blog.doublehelix.csiro.au/wp-content/uploads/2019/05/chamfered-cube-net-BandW-1.pdf)

活动步骤

(1)沿着打印出来的形状轮廓小心地裁剪下来。剪下来的应该是一个整体。

(2)沿着每条黑线折叠和展开,

(3)在你开始粘贴之前,看看你是否可以粗略地将它卷起来,使它看起来像一个球。当你完成实验时,你制作出来的形状应该跟这个差不多。

(4)用小块的胶带把每个面粘在一起。如果你把胶带粘在你正在制作的形状内部。那么它会更好看一些,但制作起来也会有一点难度!

(5)你可以按下面的方法做。以确保制作过程一切顺利。

每个正方形被4个六邊形包围;

每个六边形都会碰到2个正方形,而正方形会出现在六边形的相对两边;

在每个角上,会有3个六边形或者是2个六边形和1个正方形。

活动概述

你所制作的物体的通用名称是倒角立方体。如果你拿一个立方体,然后把它所有的边都切掉,这就是你所得到的形状,那么,它有什么特别之处呢?

这个三维物体看起来像是由几个正方形和正六边形组成的。但是如果你仔细看的话,就会注意到六边形有一点被压扁了,六边形的边长都是一样的,但角度并不完全一样,如果你想试着用完全规则的正方形和正六边形制作这个形状,那么这些角就不合适了,而且也不会做出一个完美的球形。

由规则的正形状构成的三维物体被称为约翰逊多面体(Johnson solid)。你制作的这个形状是一个拟约翰逊多面体(Near-Miss Johnson Solid)。它非常接近约翰逊多面体,但还不完全是约翰逊多面体。

深入挖掘

这种“不太完美”的形状并不代表有什么问题。数学就是充满了奇奇怪怪的东西。它并不会完全像你想象的那样工作!

有一种立体形状是你可以利用规则的正方形和正六边形制作出来的,它被称作截角八面体(Truncated Octahedron),它看起来有点像本次实验中你制作的这个形状,二者主要的区别是,它的每个六边形都与3个正方形相接。而不是像你制作的多面体那样只与2个正方形相接。

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