【视频】瑞典全国数学冠军 不会洒的咖啡杯是真是假
他是瑞典全国数学冠军 却从不刷题做奥数
他痴迷于
研究如何不让咖啡从杯子力洒出来
有人说他傻 盖个盖子不就行了
他说 不 改写了一个“咖啡晃动公式”
这个关于共振的秘密 只需要一个环形结构形成公式变量就能解决
背后是强大的逻辑推理和严谨实验
数学的应用是什么?
学数学的意义是什么?
丹尼尔的咖啡杯 留给我们的思考还有很多
位于北欧的瑞典有着秀丽的风景和高达54%的森林覆盖率,同时它也是一个科技大国。不为人所知的是,包括心脏起搏器、鱼肝油等一系列改变现代人类生活的发明都源自瑞典。而当来自瑞典的丹尼尔•雅克布森登上《少年爱迪生》的舞台,评委们便将关注度全都放在了这位诺贝尔的老乡身上。
然而,雅克布森的发明却是个能防止咖啡溅洒的杯子,让不少人大跌眼镜。据他介绍,瑞典是全球喝咖啡平均杯数最多的国家,每个人平均每天要喝4杯咖啡。正因为咖啡特别受欢迎,咖啡从杯子里洒出来的尴尬瞬间也时常发生。于是,雅克布森将眼光停留在了咖啡杯上,希望通过对器皿的改造解决咖啡溅洒的难题。
其实,雅克布森发明的咖啡杯的结构其实非常简单,他用可塑性材料在咖啡杯的内侧制作了一圈圆环。在使用了这种结构以后,原本咖啡液面由于共振而产生的晃动,在遇到环状结构时被分解了很多个小漩涡,从而阻止了咖啡从杯内溢出。
为了完成这项作品,雅克布森在家做了大量的实验,一方面是是共振的实验,一方面是加速度的实验。在做共振实验时,他挑选了19位检测对象,让他们每个人用10种不同的速度在跑步机上手持咖啡杯前行。在每种速度下,他都记录了20个时间点和咖啡溢出的时间点。同时,雅克布森还在杯底安装了一个传感器,从而记录下其速度的变化,剖析导致咖啡溅出的主因。
在手握实验数据后,雅克布森便通过数学公式的计算,设计出了咖啡杯内侧的环形结构。其实,这样的设想在当今社会许多领域已经有广泛应用,不少大坝护坡的设计都采用了这种有纹路的设计,缓解水波的冲击;而油罐车上的罐体内部通常都设有防波挡板,其原理也与雅克布森的咖啡杯有着异曲同工的关系。
对雅克布森而言,数学对自己而言并不仅仅是一门单纯的学科,他希望能借助数学的力量研发更多的产品,创造出更多能为生活提供便利的发明或创想。而在我们身边,难度日益加剧的数学和被妖魔化的“奥数”正渐渐消磨着孩子们的兴趣和好奇。如何能让身边的孩子们像丹尼尔这样与数学,乃至基础科学成为好朋友,学会利用它们创造出更多有价值的东西?
(编辑:胡琰琦)
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