本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育





见过不是球,但也能滚的物体吗?


说的不是你。


今天就带你来见识一下,这些好玩的奇特形状。






关键概念


可展曲面



材料和操作


剪刀

打印机





把模版打印出来,剪下来,然后就可以制作啦。


如何获取制作模版?


在 把科学带回家 后台回复 Oloid,就可以得到制作模版啦。




它滚起来的效果是这样的——




原理


我们制作的这个可以滚起来的奇怪的物体,叫做 Oloid。


Oloid 是一种三维曲面的名称。它是德国建筑师和机械工程师 Paul Schatz 在1929年发明的。


Paul Schatz 和 Oloid


说起 Oloid 这个名字还有一个有趣的故事。


一开始,Schatz 给它取名为 polysomatoloid,但是后来他觉得没人会发音,因此干脆把这个词缩减为 Oloid 算了。


Oloid 是由2个相互垂直的圆形构成的。


Oloid 是由2个相互垂直的圆形构成的。



它有非常奇特的几何性质。


首先,它不像立方体那样,它没有角。


德国慕尼黑宝马世界的 Oloid

@T. Langscheid



其次,Oloid 是可展曲面,也就是说,Oloid 可以被摊平。这也是我们可以用打印模版来做 Oloid 的原因。你看球就不能用打印模版折出来对不对,因为球面不是可展曲面


它摊平后的形状是这样的——



玩一会 Oloid 后你可能会发现,在 Oloid 滚了一周以后,它在平面上划过的区域正好就是它摊平的形状。



也就是说,在滚动的时候,它表面的每一个点都会在某个时刻和桌面接触。这和圆柱体,还有球体滚动的样子还是很不一样的。


在 Oloid 滚动的时候,它的质心会左右扭动


第三呢,就是在 Oloid 滚动的时候,它的质心是会左右扭动的,这和球体还有圆柱体滚动时质心的直线运动很不一样。


用2个圆盘拼起来,也可以画出Oloid的轨迹。


和 Oloid 类似的还有 Sphericon。 Sphericon 也是一个可展曲面,是在1969年被英国人 Colin Roberts 发明的。它也可以自己滚起来。


Sphericon


在 把科学带回家 后台回复 Oloid,就可以得到 Sphericon 的制作模版啦。


然后呢,还有这个奇怪的 Wobbler。它能滚好像并不奇怪,因为它本人就长得像个没有妈管的轮子嘛。



最后,还记得我们之前介绍过的勒洛三角形吗?它也可以滚哦!


窨井盖只能是圆形才不会掉下去吗?错!


除了你和球,世上竟有滚得这么好看的东西! | 科学DIY

图文简介

可展曲面