核心概念
建筑学
几何形状
工程学
物理学
简介
你见过网格球顶吗？网格球顶是由相互连接的三角形组成的球状结构。著名的网格球顶是华特迪士尼世界未来世界的太空飞船地球，但网格球顶也常见于游乐场的攀爬圆顶。在这个科学活动中，你将使用橡皮糖和牙签建造一个简单的网格球顶。准备好进行美味的工程实践吧！
背景
网格球顶是由相互连接的支柱构成的结构，以近似球体（或球体的一部分）的形状。理查德·巴克敏斯特·“巴克”·富勒，一位美国发明家、建筑师、作家、工程师、设计师和未来学家，在 1940 年代为网格球顶申请了专利并使其普及。未来世界的太空飞船地球是一个完整的球形网格球顶，但许多其他网格球顶，例如游乐场的攀爬圆顶和一些温室，通常只是球体的一部分。
通常，网格球顶的支柱或脊在三角形中连接在一起，三角形的顶点构成球体的“表面”。三角形的边缘在球顶表面形成类似大圆的形状，或称测地线。支柱形成一个刚性网络，将应力传递到整个结构中，使网格球顶能够支撑令人惊讶的大量质量，而其自身的结构质量却相对较小。
材料
11 颗橡皮糖（或者，可以使用软糖豆或其他半硬、耐嚼的糖果。）
25 根牙签
准备工作
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收集 11 颗橡皮糖和 25 根牙签，您将用它们来制作网格球顶。
步骤
使用橡皮糖将五根牙签连接在一起，形成一个扁平的五边形（五角形）形状。每个角上应该有一颗橡皮糖，每条边上都有一根牙签。
在每个橡皮糖中再戳入两根牙签，将新的牙签排列成向上指。
取五个新的橡皮糖并将它们连接到新牙签的顶部，在每个橡皮糖中插入两根牙签，以形成三角形。（五边形应构成三角形的底边，而新的橡皮糖应构成顶点。）您应该以这种方式得到五个三角形。你认为为什么网格球顶是由三角形形状组成的？
在您刚制作的三角形的顶点之间连接一根牙签，将三角形连接在一起。这将使用五根牙签，并将创建另一个五边形，这次在球顶的顶部。
再取五根牙签，将一根插入构成顶部五边形的五个橡皮糖中的每一个。将新的牙签排列成向上指。然后将所有五根牙签插入球顶中间和顶部的橡皮糖中。您的网格球顶就完成了！
轻轻向下按压网格球顶的顶部。如果它没有破裂，请尝试更小心地再向下按压一点。你的球顶有多坚固？你是否对它能很好地支撑你按压它的手感到惊讶？
额外挑战：再次尝试这个活动，但这次使用长木制烤串代替牙签。一个网格球顶是否比另一个更坚固？如果是，哪个更坚固？你认为这可能是为什么？
额外挑战：尝试在球顶顶部添加一些质量，例如厚重的信封。在球顶失效之前，它可以支撑多少质量？你是否对它的坚固程度感到惊讶？当球顶失效时，它是如何失效的？你能找到一种方法使其更坚固吗？
额外挑战：您在此活动中制作的网格球顶使用相对简单的设计。您可以尝试查看“更多探索”部分中的资源来制作更复杂或更大的网格球顶。你能建造一个更大的网格球顶吗？使用多种不同支柱长度的网格球顶呢？更复杂的设计与此活动中使用的设计相比如何？
[中断]
观察和结果
当您向下按压网格球顶时，即使您增加了压力，您的网格球顶也能轻松支撑您的手吗？
网格球顶的设计使其能够支撑令人惊讶的大量质量，而其自身的结构质量却相对较小。因此，您应该看到，当您向下按压球顶顶部时，即使您稍微增加了压力，网格球顶也可以轻松支撑您的手。您需要施加很大的压力，球顶才会失效。网格球顶的支柱（此处由牙签制成）排列成三角形，这些三角形整体上形成一个刚性网络，将施加到球顶顶部的任何应力分散到结构的其余部分。
由于网格球顶近似于球体，因此它具有相对较低的表面积与体积比（即，与表面积相比，其体积相对较大），并且与结构本身的质量相比，它可以包围大量的体积。
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