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关于球体,你知道这些吗?

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在日常生活中我们常常会看到,猫咪睡觉时总是抱成一个球,毛茸茸的一团,萌萌哒特别招人喜欢,那么,你思考过为什么猫咪抱成一个圆团睡觉呢,难道仅仅是因为姿势舒服吗?这背后是否有什么数学原理呢?

实际上,不只是猫咪,许多动物睡觉时都是蜷缩起来,远远看去就像一个圆球。在地球上,生活在高纬度的动物也是看起来圆圆的、胖乎乎的,这到底是偶然?还是有一定道理的呢?原来不论是猫咪还是别的小动物睡觉时为了保暖,所以把身子抱成一团,这是因为,在所有立方体中,球体的表面积与体积比是最小的,就是说,球形是同体积几何体中,表面积最小的。同时,体积又是最大的,这就意味着能够最大限度的减少热量的散失,这就解释了为什么寒冷地区趋向于大型化的动物都看起来是圆乎乎的,因为随着体积增加,表面积和体积比就会减少,长成圆乎乎的样子同样是为了减少散热。

既然球体这么奇特,现在,就让我们了解一下球体吧!球体是一种简单空间几何体。之前我们已经了解过圆形了,其实球就是圆形2.0版,我们把之前的那根线继续旋转,(即把线用钉子钉到墙上,然后抓住另一头旋转)只不过,现在我们不在墙上转,让我们在空气里转,猜到结果了吗?没错,这样就形成了球体!那个最中央的钉子叫球心,线依然叫半径,直径依然是线的两倍长了,直径是穿过钉子的那根线的总长,我们可以明显的看到,这个球体,表面是很光滑的,没有坑坑洼洼的,也没有棱角。

在空间几何体中,球形的表面最小,物质总是自然趋于势能最低的状态!液滴总是力图保持球形,这就是我们常见的树叶上的水滴接近球体的原因。另外,藻类体形多样,但细胞趋同球形或近似球形,也是因为这样有利于浮游生活的适应。还有一个最常见的例子,生鸡蛋为什么用一只手捏不碎呢?原因也和球体有关,因为鸡蛋的形状是圆的,当我们把鸡蛋捏在手心时,它表面所受的压力都是相等的,这个压力不够使蛋壳破裂,所以蛋壳不破。因为力具有传递性,当你捏的时候,通过鸡蛋里的液体把力传递给了鸡蛋的其他地方。充满智慧的人们利用球体的这一原理造出了拱桥,尽管它看起来比较单薄,但是车水马龙从它身上辗过,它巍然不动,例如赵州桥,年代在更替,可是至今,赵州桥还是在那里骄傲的望着人们;另外,人们还利用球体这一原理建造了拱门,设计了汽车、飞机和安全帽盔等。

地球上有关球体的物质非常多,球形星团、球形闪电、球形建筑、球形活性炭、球形机器人、球形莎草、彩色球形珍珠、球形蛋白质、球形集珠霉、球形红假单胞菌、足球、篮球、皮球等等。球体,无时不在,无处不在!

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