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少年愛迪生:昨晚全上海被這位瑞典數學冠軍迷住啦!

他是瑞典全國數學冠軍  卻從不刷題做奧數

他痴迷於

研究如何不讓咖啡從杯子里灑出來

有人說他傻  蓋個蓋子不就行了

他說 不 改寫了一個「咖啡晃動公式」

這個關於共振的秘密 只需要一個環形結構形成公式變數就能解決

背後是強大的邏輯推理和嚴謹實驗

數學的應用是什麼?

學數學的意義是什麼?

丹尼爾的咖啡杯 留給我們的思考還有很多

位於北歐的瑞典有著秀麗的風景和高達54%的森林覆蓋率,同時它也是一個科技大國。

不為人所知的是,包括心臟起搏器、魚肝油等一系列改變現代人類生活的發明都源自瑞典。而當來自瑞典的丹尼爾·雅克布森登上《少年愛迪生》的舞台,導師們便將關注度全都放在了這位諾貝爾的老鄉身上。

 

咖啡為何灑出來?

然而,丹尼爾的發明卻是個能防止咖啡濺灑的杯子,讓不少人大跌眼鏡。

據他介紹,瑞典是全球喝咖啡平均杯數最多的國家,每個人平均每天要喝4杯咖啡。正因為咖啡特別受歡迎,咖啡從杯子里灑出來的尷尬瞬間也時常發生。於是,丹尼爾將眼光停留在了咖啡杯上,希望通過對器皿的改造解決咖啡濺灑的難題。

咖啡杯內側做成圓環狀

其實,丹尼爾發明的咖啡杯的結構其實非常簡單,他用可塑性材料在咖啡杯的內側製作了一圈圓環。在使用了這種結構以後,原本咖啡液面由於共振而產生的晃動,在遇到環狀結構時被分解了很多個小漩渦,從而阻止了咖啡從杯內溢出。

跑步機上做防灑實驗

為了完成這項作品,丹尼爾在家做了大量的實驗,一方面是是共振的實驗,一方面是加速度的實驗。

在做共振實驗時,他挑選了19位檢測對象,讓他們每個人用10種不同的速度在跑步機上手持咖啡杯前行。在每種速度下,他都記錄了20個時間點和咖啡溢出的時間點。

同時,丹尼爾還在杯底安裝了一個感測器,從而記錄下其速度的變化,剖析導致咖啡濺出的主因。

用數學計算出圓環結構

在手握實驗數據後,丹尼爾便通過數學公式的計算,設計出了咖啡杯內側的環形結構。

其實,這樣的設想在當今社會許多領域已經有廣泛應用,不少大壩護坡的設計都採用了這種有紋路的設計,緩解水波的衝擊;

而油罐車上的罐體內部通常都設有防波擋板,其原理也與丹尼爾的咖啡杯有著異曲同工的關係。

對丹尼爾而言,數學對自己而言並不僅僅是一門單純的學科,他希望能藉助數學的力量研發更多的產品,創造出更多能為生活提供便利的發明或創想。

而在我們身邊,難度日益加劇的數學和被妖魔化的「奧數」正漸漸消磨著孩子們的興趣和好奇。

如何能讓身邊的孩子們像丹尼爾這樣與數學,乃至基礎科學成為好朋友,學會利用它們創造出更多有價值的東西?

 《少年愛迪生》第四季

上海電視台新聞綜合頻道每周六晚20:30


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