Re: [請益] 紙折成波浪狀可支撐10元硬幣之原理?
去年清物有個大學生專題做摺紙力學，研究結果榮登 PRL:
Y. C. Lin, Y. L. Wang, Y. Liu, and T. M. Hong*,
“Crumpling under an ambient pressure”,
Phys. Rev. Lett. 101, 125504 (2008)
以下轉錄自清華新聞網
http://www.nthu.edu.tw/allnews/news_content.htm?ID=3721
[ 揉紙團發現抗壓 清大生登上國際期刊 ]
中國時報 A12/生活新聞 2008/09/27
【陳至中／台北報導】
寫信不順時，把紙張揉成紙團往旁邊一扔，再爽快不過，但這個不起眼的小動作，
卻有著大學問！清華大學物理系學生林彥誌、教授洪在明以ＤＩＹ器材實驗，發現施
壓達六個大氣壓時，紙團便不再縮小，呈現無比的抵抗力，且不同材質的紙張，抵抗
能力也不相同。該論文已登上國際權威期刊《物理評論通訊》（ＰＲＬ）。
你是否發現，紙團揉到一定大小，就很難再繼續擠壓，而把鋁箔紙揉成鋁球，
丟進水中也不會沈下去？原因是紙球中還有七十％以上的空氣，擁有許多空隙卻
又堅固無比，科學家相信和紙團內錯綜分佈的尖點結構、摺痕有關，卻沒人親自
作實驗證實。
林彥誌ＤＩＹ設計出壓紙球儀器，將大致揉過的紙球包覆保鮮模置入壓力腔，
再灌入高氣壓氣體，觀察紙球承受壓力的狀況。實驗發現，最初壓力越大，
紙球就縮的越小，但大約到達六個大氣壓時，紙球便不再坍縮，內部產生許多
皺摺互相卡住，而這些孔隙中仍保有大量空氣。如此「阻塞」（jamming）住的紙球，
最多可抵抗到十一個大氣壓，相當於一般人握力的二十倍。
另外，德國學者Gompper推論，紙球大小和施加外力的關係為「冪次法則」
（Power Law），無論使用何種大小、厚度、硬度、材質的紙，結果都會一樣。
林彥誌的實驗卻證實，該推論部分正確，部分需要修改，他發現，在同樣的大小、
厚度下，塑膠紙比鋁箔紙還耐壓。
該實驗相當簡單，卻一舉登上連頂尖大學博士生都難以攀上的《物理評論通訊》。
物理系教授洪在明說，「皺摺力學」在物理學界還是新名詞，但應用相當廣泛，
例如地理的板塊、造山運動，車禍壓扁的汽車，甚至是臉上的魚尾紋，都是相關應用
範圍。
洪在明本想探討汙漬在衣料上的分佈，卻發現國外已有人做過類似實驗，發現該
學者另外提出過揉紙團。林彥誌好奇之下，開始製作儀器，第一代壓力腔以壓克力板
製成，沒想到紙團能承受的壓力比壓克力還大，做到一半就爆炸報廢，聲響之大，讓
他耳鳴了好幾天。後來，林彥誌改用金屬壓力腔才順利完成實驗。洪在明表示，
他們打算將紙團送去作同步輻射，觀察內部的結構，揭開小紙團的奧秘。
※ 引述《kamikaze0415 ()》之銘言：
: ※ 引述《guest66 (許文強 丁力)》之銘言：
: : 作者: guest66 (許文強 丁力) 看板: ask-why
: : 標題: [請益] 紙折成波浪狀可支撐10元硬幣之原理?
: : 時間: Fri Jun 5 18:26:59 2009
: : 紙折成波浪狀可支撐10元硬幣
: : 而不折則無法支承
: : 這是利用什麼力學原理?
: ____
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: ==================== }在此接觸面有足夠大的摩擦力當然可以支撐
: 硬幣的重力使得桌面跟紙的接觸面有一正向力,摩擦力夠大就可以讓接觸"線"
: 不划動,看起來像是撐住了硬幣一樣
: 然而紙撐得住硬幣不會被壓爛的理由是分子-分子之間的作用力
: 都是電磁交互作用
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◆ From: 140.114.92.9
※ 編輯: YYJhong 來自: 140.114.92.9 (06/05 22:33)
推
06/05 22:42, , 1F
06/05 22:42, 1F
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