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吃了块薯片,上了一堂结构力学课

来源:普象工业设计小站 2582 2019-09-18

说起薯片,我们都吃过,但你可能不晓得这小薯片的背后,全!是!科!学!



让我们一起来看看这些年,网上掀起的薯片之争。


乐事vs品客


比什么呢?比谁更不容易碎!事儿一开始想说这有什么好比的,好吃就行了呀!



不过没想到,同是薄薄的薯片还真能分个输赢,品客完胜,赢在了神奇的结构。


谁能想到品客薯片的小蛮腰造型竟是用「超级计算能力」设计成的呢?(不是品客的广告,不是不是不是!)



它是宝洁60年代的产品,松脆辛香的小身体里还藏着数学、物理、哲学的奥秘。以品客为教科书,类似结构的房子也异常坚固。



突然就肃然起敬,再也不敢小瞧身边任何一个不起眼的小东西,里面可都是人类的智慧呀!


01品客薯片凭啥不容易碎?


刚刚我们说品客薯片赢在了结构,啥结构?它的形状在数学微积分里叫双曲抛物面,小编就不说定义了,因为形状很像马鞍,所以也叫马鞍面。



每个马鞍面上都有2条抛物线——一红一白,用来理解双曲抛物面(马鞍面)再好不过,是不是和你的口腔完美贴合?一口一片刚刚好!



不仅能承受拉扯,也能承受挤压,在压力、拉力间形成巧妙的平衡,所以薯片再薄,也异常稳固。



甚至还能稳稳地搭出一个圆环,而且不借助任何胶水!



而乐事薯片则不行,很显然,它不是马鞍面!只有一条抛物线,另一条是直线,比钢铁直男还直的那种。


(左:乐事vs右:品客)


它的结构虽然不如品客那么牛逼,但也有好处,一旦碎了会很对称,顺着中间的应力线变成两瓣。



而品客结构稳固,不碎则以,一碎就是粉末状!但平时谁会用枪对薯片撒气?



如果是袋装的薯片,那真是连神仙都救不了了。它是用切片土豆一气呵成直接烹制出来的,做不出什么神仙结构,自然就很容易碎了。



02 神似品客薯片的建筑


不只是品客薯片用过马鞍面,建筑上也用到了这曲面。瞧,这像不像巨大的品客薯片?



这是2012伦敦奥运会室内自行车馆,当年在100项设计方案里胜出。使用了这马鞍面结构竟然节省了整整一半的材料,只用了1092吨钢材,建造时间也缩短了一半。减少材料,节省成本的同时还降低了碳排放。



建造时间也缩短了一半,减少材料,节省成本的同时,还降低了碳排放。



无独有偶,这又是一个超像薯片的建筑——加拿大丰业银行马鞍体育馆。



坐落在加拿大同样用了马鞍面,看着要用微积分来计算的马鞍面突然发现,原来建筑还可以有几分数学的味道。



03房子怎样薄到飞起来?用马鞍面


其实马鞍面很早就被用到建筑上了,菲利克斯·坎德拉就是始祖。



他是混凝土薄壳大师,一生设计了900个项目把马鞍面玩到飞起,让混凝土薄到不可思议,这就是要起飞的节奏呀!


让混凝土薄到不可思议


这就是要起飞的节奏呀



可是这么薄的房子不怕被风吹走吗?来场地震就被晃碎了吧?但这建筑和薯片一个道理,都采用了马鞍面让张力和拉力平衡,强度反倒非常高,房子异常坚固。



从这之后,飞舞飘逸的屋面成了他的典型标签,并且沉迷于马鞍面无法自拔。1个、2个、3个、4个…把能建的都建了一遍。


1个马鞍面的房子


这是1958年的帕尔米拉教堂,整体为开放式的,结构简单,一目了然。就是一个大大的马鞍面没错了,线条流畅像上帝大笔一挥的样子。



3个马鞍面的房子


这是圣维特生·得·保罗教堂,三块马鞍面壳靠在一起,中间通过钢桁架相连,形成透明光带,像森林里的一顶白帽子。



4个马鞍面的房子


这是他最著名的建筑——霍奇米洛克餐厅。从上方看像一朵白色的花,这座建筑经过多年不停的修补和改造,已经有了新的面貌,但最初的建筑结构却影响了几代人。



从上方看,像一朵白色的花


这座建筑经过,多年不停的修补和改造,已经有了新的面貌,但最初的建筑结构,却影响了几代人。



多个马鞍面的房子


这是Bacardí 瓶装厂,马鞍面多到让人眼花缭乱。从小小的薯片到超大的房子,都渗透了万古不变的几何学。



从小小的薯片到超大的房子,都渗透了万古不变的几何学。


这一切无形的东西悄悄构成了我们眼前所见的世界,很多时候,我们却无从察觉。可千万别小瞧呢,其实生活中每一个物件背后,不论是受手中小小的薯片,还是远在天边的房屋,都有它自己的逻辑和人类的智慧。不禁对世界上的万物肃然起敬,下次再吃薯片时别忘了拿在手里仔细看看,然后再享受几何学在唇齿之间碰撞的快感吧。


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