论文部分内容阅读
真稀奇,广州都下雪了,哈尔滨还没下雪……很想玩雪的阿呆只能靠着窗台,盼着六边形的雪花从天而降。他已经准备好兴奋地冲出房门,抓起一大把雪捏成球,和小伙伴打一场雪仗。
唉,等等……谁说雪花一定是六边形的呢?
数学看点1 雪花的形状
我们都知道,雪和雨一样,都是由水滴凝结而成的。当云中的温度在0℃以上时,云中没有冰晶,只有小水滴,这时就会下雨。如果云中和云层下面的空气温度都低于0℃,小水滴就会凝结成冰晶和雪花,下落到地面。
下落的雪花到底是什么样的呢?其实,大自然中几乎找不出两朵完全相同的雪花,就像地球上找不出两个完全相同的人一样。因为雪花在生长过程中,以及降雪时云中的温度和湿度瞬息万变,只要稍有差异,雪花的形状就会有所不同。至今为止,人们已发现的雪花形状有四千多种,当然最基本的还是片状、柱状和星状这三种类型。
片状雪花:顾名思义,这种雪花是一块薄片。大多数情况下,片状雪花是正六边开,偶尔也有例外,变成其他六边形。
柱状雪花:这种雪花通常又可以分为三种,一种是细长的针状,一种是中空的六棱柱状,还有一种是有帽子的柱状。
星状雪花:这种雪花非常美丽,这通常是有规律的六角星形;如果两个小的六角星雪在半空中发生碰撞,它们也可能粘在一起,变成十二角星雪花。
雪花的形状取决于它形成时的温度。在不同的环境温度下,雪花会形成不同的形状。
数学看点2 雪的力量
我们常用“轻如鹅毛”来形容雪花,足见雪花之轻盈。我们能够见到的单雪花,直径一般在0.5毫米至3毫米之间。这样微小的雪花只有在精确的分析天平上才能称出重量,大约3000至10000个雪花才有1克重。同时,大家可能都听过大雪压垮房屋的新闻,轻盈的雪花为什么有这样大的力量呢?
因为雪花虽小,但数量却非常多。据统计,1立方米新雪中约有60亿至80亿个雪花,比地球上的总人口数还要多。这么多雪花聚集在一起时,就像水滴匯成江海,以量取胜。
雪特别大的地方,人们需要提前预防积雪对房屋造成的危害,可以通过积雪厚度及雪的密度来计算雪的重量。
需要注意的是,同一个地方的雪,密度并不是固定不变的。因为随着积雪不断增厚,底层的雪不断被上层的雪挤压,密度就会越来越大。当雪的密度变为0.5克/立方厘米时,每]立方米的雪花重500千克。右边例子中那个50平方米的屋顶如果积上1米厚的雪,屋顶就会承受500×50=25吨左右的负荷,相当于放了近20辆家用车在屋顶上,结构不坚固的房屋被积雪压塌也就完全有可能了。
例 一个面积为50平方米的屋顶积71米厚的雪,雪的密度是0.1克/立方厘米,那么这些雪有多重?
分析 50平方米的屋顶积了1米厚的雪,可算出屋顶有50 xl=50立方米的雪。雪的密度是0.1克/立方厘米,折合100千克/立方米,这个屋顶的积雪是:50×100= 5000(千克)-5(吨)。
5吨重量!差不多相当于放了三四辆家用轿车在屋顶上呢!
唉,等等……谁说雪花一定是六边形的呢?
数学看点1 雪花的形状
我们都知道,雪和雨一样,都是由水滴凝结而成的。当云中的温度在0℃以上时,云中没有冰晶,只有小水滴,这时就会下雨。如果云中和云层下面的空气温度都低于0℃,小水滴就会凝结成冰晶和雪花,下落到地面。
下落的雪花到底是什么样的呢?其实,大自然中几乎找不出两朵完全相同的雪花,就像地球上找不出两个完全相同的人一样。因为雪花在生长过程中,以及降雪时云中的温度和湿度瞬息万变,只要稍有差异,雪花的形状就会有所不同。至今为止,人们已发现的雪花形状有四千多种,当然最基本的还是片状、柱状和星状这三种类型。
片状雪花:顾名思义,这种雪花是一块薄片。大多数情况下,片状雪花是正六边开,偶尔也有例外,变成其他六边形。
柱状雪花:这种雪花通常又可以分为三种,一种是细长的针状,一种是中空的六棱柱状,还有一种是有帽子的柱状。
星状雪花:这种雪花非常美丽,这通常是有规律的六角星形;如果两个小的六角星雪在半空中发生碰撞,它们也可能粘在一起,变成十二角星雪花。
雪花的形状取决于它形成时的温度。在不同的环境温度下,雪花会形成不同的形状。
数学看点2 雪的力量
我们常用“轻如鹅毛”来形容雪花,足见雪花之轻盈。我们能够见到的单雪花,直径一般在0.5毫米至3毫米之间。这样微小的雪花只有在精确的分析天平上才能称出重量,大约3000至10000个雪花才有1克重。同时,大家可能都听过大雪压垮房屋的新闻,轻盈的雪花为什么有这样大的力量呢?
因为雪花虽小,但数量却非常多。据统计,1立方米新雪中约有60亿至80亿个雪花,比地球上的总人口数还要多。这么多雪花聚集在一起时,就像水滴匯成江海,以量取胜。
雪特别大的地方,人们需要提前预防积雪对房屋造成的危害,可以通过积雪厚度及雪的密度来计算雪的重量。
需要注意的是,同一个地方的雪,密度并不是固定不变的。因为随着积雪不断增厚,底层的雪不断被上层的雪挤压,密度就会越来越大。当雪的密度变为0.5克/立方厘米时,每]立方米的雪花重500千克。右边例子中那个50平方米的屋顶如果积上1米厚的雪,屋顶就会承受500×50=25吨左右的负荷,相当于放了近20辆家用车在屋顶上,结构不坚固的房屋被积雪压塌也就完全有可能了。
例 一个面积为50平方米的屋顶积71米厚的雪,雪的密度是0.1克/立方厘米,那么这些雪有多重?
分析 50平方米的屋顶积了1米厚的雪,可算出屋顶有50 xl=50立方米的雪。雪的密度是0.1克/立方厘米,折合100千克/立方米,这个屋顶的积雪是:50×100= 5000(千克)-5(吨)。
5吨重量!差不多相当于放了三四辆家用轿车在屋顶上呢!