一个数学小玩意

2020-09-27 23:11
中国科技教育 2020年7期
关键词:平铺圆片圆环

这个很酷的数学小玩意制作起来很有趣,而且看起来也很棒!

实验条件及材料

● 几张卡片纸

● 铅笔

● 杯子

● 剪刀

● 尺子

● 胶水

活动步骤

(1)首先,我们需要剪出20个圆形纸片(图2)。

(2)取出1个圆形纸片,再用其他6个圆片把它紧紧地围起来。在每个间隔的圆片与中心圆片接触的地方做一个记号,最后你将得到3个间隔相等的记号。

(3)如图3所示,在相邻的点之间用直线相连,构成一个等边三角形。

(4)在所有20个圆片上都重复第2步和第3步。

(5)然后把圆片翻过来,让有图案的一面朝上。

(6)沿着画好的几条直线折叠,把每个圆片都变成一个三角形,这些三角形的每个边都有一个圆袢。

(7)现在可以开始制作这个小玩意了!把2个三角形并排放在一起。在其中一个圆袢的背面涂上胶水,然后把它粘在另一个三角形圆袢的背面,这样2个三角形就粘在一起了(图4)。

(8)再拿3个三角形,把它们加到前2个三角形上,让它们集中在一个点上,形成一个“C”字形。然后在“C”字形末端将2个三角形粘在一起。这时5个三角形组成的形状就不再是平面的了——它应该在中心位置向上拱起的(图5)。

(9)重复第7步和第8步,制作第2组5个三角形的组合形状。

(10)再拿5个三角形,把它们排成一条横线,并确保它们都指向前方。

(11)在之前摆好的5个三角形之间,摆放剩余的5个三角形,这些剩余的三角形要全部指向后方。这样你就会得到一条由10个三角形组成的直线(图6)。把这些三角形都粘在一起。

(12)当所有粘贴的部分胶都干了以后,你就可以开始最后的组装了。首先,把10个三角形组成的直线弯成一圈形成圆环。然后把两端粘在一起。

(13)将一组5个三角形放在最上面,这样它就能匹配圆环上的圆袢。把它们粘在一起,等胶水完全风干。

(14)最后,把圆环上下翻转过来,把最后一组5个三角形粘在圆环的另一侧。当胶水完全干了以后,你就完成了一个很酷的装饰品!

活动概述

如何才能把平面的东西变成圆球形呢?秘密就在弯角里。如果你在一张平铺的纸上取一个点,然后把它分成几个角,那么它们加起来总会是360°但是你如果看看这个小装饰品的几个角的话,情况就不一样了。每个顶点(三维角),都是5个等边三角形相交而成。每个等边三角形的角都是60°,所以它们加起来是300°这就是这些三角形不能平铺在桌子上的原因——在这一个点上没有足够的角度。

这种形状就是一个二十面体,它是被称为柏拉图多面体(platonic solids)的三维形状之一。它们都是由规则的平面形状组成,而每个顶点的角度加起来总和小于360°。

5种柏拉图多面体分别是:三棱錐,每个顶点分别有3个三角形相交;立方体,3个正方形相交;八面体,4个三角形相交;十二面体,3个五边形相交;二十面体,5个三角形相交。

为了使等边三角形平放,你需要6个三角形相交于每一点。这些角加起来是360°,这样你就得到了所谓的棋盘形花纹。

如果你想试着将7个三角形放在一起,那么你将做出一个完全不同的形状,这被称为双曲面。它们看起来很古怪。如果你有时间的话,不妨试着做一个!

猜你喜欢
平铺圆片圆环
圆环填数
圆片接力赛
亲自动手做顶皇冠就算落单也不孤单
清扫机器人对光伏发电量的提升分析
清扫机器人对光伏发电量的提升分析
活动为数学学习服务
巧剪圆环
可折叠3D魔方
成语圆环
转动戒指