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吃火锅时
大家肯定有这样的经历
圆圆滑滑的丸子怎么都夹不上来
其实啊
这其中的原理与古代的木桥
有相似之处
如此说来
古人一定是个吃火锅的好手吧~
实验器材
所标杯、筷子（木棍）、香蕉（重物）
实验过程
这一期的主角是筷子（木棍）
首先在一根辅助筷子的帮助下
搭建两个“X形”的支架
然后在“X”的两个交叉处
再放置两根与支架相垂直的筷子
撤掉辅助筷子后发现
整体结构不借助外界力量
仍然可以支撑住
用同样的方法
我们再接上一组类似的结构
最后放上重物
检测结构的承重能力
快来试试你能搭建
多少个“X”支架的组合吧
原理解说
实验中的桥叫做“编木拱桥”，据说最早是由达芬奇设计的。用类似的结构做出的桥，不需要用任何铆钉进行连接（与榫卯结构类似），就能稳定地架起来，甚至可以让汽车在上面通行。
那么为什么这种结构能够稳定地保持住呢？我们可以回想吃火锅时用筷子夹撒尿牛丸时的情形，牛丸很容易就会从筷子上滑走，夹不住。这时，我们有两个方案，一个是，我们需要增加筷子的夹力，这样可以增大筷子与牛丸之间的摩擦力。另一个是，手抓到筷子的末端，减小筷子张开的夹角，这样会减小牛丸所受到的横向驱动力。二者一结合，可以说，就夹牛丸这一块，小编是拿捏的死死的。
实验中的结构与之类似，利用了摩擦自锁达到了一个平衡的状态。我们可以用大家喜（令）闻（人）乐（头）见（大）的受力分析进一步验证一下。
如图所示，我们选择最基本的结构单元，画出它的剖面图。
剖面图
我们针对横着筷子（图中的圆形，就好比是个撒尿牛丸）进行计算。当结构处于稳定的状态时，一方面，筷子的水平以及竖直方向上的受力合力为零，另一方面，筷子相对质心所受的合力矩为零。
受力分析图
所以，我们可以得到如下的方程组：
平衡时结构中的摩擦力需要满足这样的条件：
直接得到（你是怎么直接得到的）稳定需要满足的一个必要条件：
这告诉我们，筷子与桌面间的夹角需要小于某个值。一旦超过这个值，无论如何都无法将桥架起来。同时也可知道，夹角越小，结构所需要的摩擦力就越小，结构也就越容易稳定。这就从理论上验证了前面提到的夹牛丸技巧是正确的。
小编觉得用这种结构设计的桥，抗风险能力可能不是很好，受到横向的力容易失稳，强度也不是很大，所以很少被设计师采用。就像夹牛丸一样，不一定非要用筷子夹，磕到碰到也容易滑掉，用漏勺它不香吗~
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NO.204 鲤鱼打挺，从入门到精通 | 正经玩
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来源：新华号 中科院物理所
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