本文由公眾號 “把科學帶回家” 提供

給孩子最好的科學教育





見過不是球，但也能滾的物體嗎？


說的不是你。


今天就帶你來見識一下，這些好玩的奇特形狀。





關鍵概念


可展曲面



材料和操作


紙

剪刀

打印機




把模版打印出來，剪下來，然后就可以制作啦。


如何獲取制作模版？


在 把科學帶回家 后臺回復 Oloid，就可以得到制作模版啦。




它滾起來的效果是這樣的——




原理


我們制作的這個可以滾起來的奇怪的物體，叫做 Oloid。


Oloid 是一種三維曲面的名稱。它是德國建筑師和機械工程師 Paul Schatz 在1929年發明的。


Paul Schatz 和 Oloid


說起 Oloid 這個名字還有一個有趣的故事。


一開始，Schatz 給它取名為 polysomatoloid，但是后來他覺得沒人會發音，因此干脆把這個詞縮減為 Oloid 算了。


Oloid 是由2個相互垂直的圓形構成的。


Oloid 是由2個相互垂直的圓形構成的。



它有非常奇特的幾何性質。


首先，它不像立方體那樣，它沒有角。


德國慕尼黑寶馬世界的 Oloid

@T. Langscheid



其次，Oloid 是可展曲面，也就是說，Oloid 可以被攤平。這也是我們可以用打印模版來做 Oloid 的原因。你看球就不能用打印模版折出來對不對，因為球面不是可展曲面。


它攤平后的形狀是這樣的——



玩一會 Oloid 后你可能會發現，在 Oloid 滾了一周以后，它在平面上劃過的區域正好就是它攤平的形狀。



也就是說，在滾動的時候，它表面的每一個點都會在某個時刻和桌面接觸。這和圓柱體，還有球體滾動的樣子還是很不一樣的。


在 Oloid 滾動的時候，它的質心會左右扭動。


第三呢，就是在 Oloid 滾動的時候，它的質心是會左右扭動的，這和球體還有圓柱體滾動時質心的直線運動很不一樣。


用2個圓盤拼起來，也可以畫出Oloid的軌跡。


和 Oloid 類似的還有 Sphericon。 Sphericon 也是一個可展曲面，是在1969年被英國人 Colin Roberts 發明的。它也可以自己滾起來。


Sphericon


在 把科學帶回家 后臺回復 Oloid，就可以得到 Sphericon 的制作模版啦。


然后呢，還有這個奇怪的 Wobbler。它能滾好像并不奇怪，因為它本人就長得像個沒有媽管的輪子嘛。



最后，還記得我們之前介紹過的勒洛三角形嗎？它也可以滾哦！


窨井蓋只能是圓形才不會掉下去嗎？錯！


除了你和球，世上竟有滾得這么好看的東西！ | 科學DIY

圖文簡介

可展曲面