吃火鍋夾不住牛丸的原因找到了～ | 正經玩_風聞

原創：中科院物理所

吃火鍋時

大家肯定有這樣的經歷

圓圓滑滑的丸子怎麼都夾不上來

其實啊

這其中的原理與古代的木橋

有相似之處

如此説來

古人一定是個吃火鍋的好手吧~

實驗器材

所標杯、筷子（木棍）、香蕉（重物）

實驗過程

這一期的主角是筷子（木棍）

首先在一根輔助筷子的幫助下

搭建兩個“X形”的支架

然後在“X”的兩個交叉處

再放置兩根與支架相垂直的筷子

撤掉輔助筷子後發現

整體結構不借助外界力量

仍然可以支撐住

用同樣的方法

我們再接上一組類似的結構

最後放上重物

檢測結構的承重能力

快來試試你能搭建

多少個“X”支架的組合吧

原理解説

實驗中的橋叫做“編木拱橋”，據説最早是由達芬奇設計的。用類似的結構做出的橋，不需要用任何鉚釘進行連接（與榫卯結構類似），就能穩定地架起來，甚至可以讓汽車在上面通行。

那麼為什麼這種結構能夠穩定地保持住呢？我們可以回想吃火鍋時用筷子夾撒尿牛丸時的情形，牛丸很容易就會從筷子上滑走，夾不住。這時，我們有兩個方案，一個是，我們需要增加筷子的夾力，這樣可以增大筷子與牛丸之間的摩擦力。另一個是，手抓到筷子的末端，減小筷子張開的夾角，這樣會減小牛丸所受到的橫向驅動力。二者一結合，可以説，就夾牛丸這一塊，小編是拿捏的死死的。

實驗中的結構與之類似，利用了摩擦自鎖達到了一個平衡的狀態。我們可以用大家喜（令）聞（人）樂（頭）見（大）的受力分析進一步驗證一下。

如圖所示，我們選擇最基本的結構單元，畫出它的剖面圖。

剖面圖

我們針對橫着筷子（圖中的圓形，就好比是個撒尿牛丸）進行計算。當結構處於穩定的狀態時，一方面，筷子的水平以及豎直方向上的受力合力為零，另一方面，筷子相對質心所受的合力矩為零。

受力分析圖

所以，我們可以得到如下的方程組： 

平衡時結構中的摩擦力需要滿足這樣的條件：

直接得到（你是怎麼直接得到的）穩定需要滿足的一個必要條件：

這告訴我們，**筷子與桌面間的夾角需要小於某個值。一旦超過這個值，無論如何都無法將橋架起來。**同時也可知道，夾角越小，結構所需要的摩擦力就越小，結構也就越容易穩定。這就從理論上驗證了前面提到的夾牛丸技巧是正確的。

小編覺得用這種結構設計的橋，抗風險能力可能不是很好，受到橫向的力容易失穩，強度也不是很大，所以很少被設計師採用。就像夾牛丸一樣，不一定非要用筷子夾，磕到碰到也容易滑掉，用漏勺它不香嗎~