圖/123RF
文/方語真
為什麼蜜蜂的蜂窩是由六角形組成的呢?是不是牠們特別喜歡這個形狀?
其實六角形是個神奇的形狀!今天就帶你來了解為什麼它總是許多形狀的不二「形」選。
不二形選 俗又大碗
如果講到許多排列在一起的六角形,相信許多人第一印象就是蜂窩。蜜蜂是天生的建築能手,工蜂的身體具有蠟腺,牠們會將新鮮蜂蠟咀嚼後拿來築巢,主要用途是在蜂巢裡做隔間(也就是蜂蛹的小套房),而六角形則擁有「最少材料」來做「最大空間」的優點。
用一條繩子來做成許多形狀,會發現三角形、四角形、五角形至多到圓形,圓形的面積會是最大的。如果將繩子比喻成做房子的材料,就可以用較少的建材,來達到更多的空間,可如果將三個圓形並列在一起,中間會空出隙縫不好製作,求其次就是六角型最佳,可以密合又面積最大。
為甚麼不是八角形?不是邊愈多愈好嗎?在圖形的排列上,最小數目由三角形開始,單一內角最小為60度,共6片正三角形;最大為120度,共3片正六角形,所以只有正三角形、正四角形、正六角形可以密合排列。
物理角度 六角應用
將3個六角形拼在一起,會發現中間的線條總共將面積切割成3塊,而沒有一條接縫是直線,其也較容易達到三力平衡的狀態。用工具的的角度來看,內六角板手的施力平均分散在6個角上,也較不易變形。
從足球上的六角形看,現今的足球是由12塊正五角形及20塊正六角形組合而成。
再看蜂巢簾:從窗簾的側面看就是六角形,不僅因六角形的結構穩定,還因為六角形的中空範圍讓溫度不易流失,擁有優異的環保節能特性,不僅可以省冷氣費也可以隔絕外部熱能進入到屋內唷!
六角形結構輪胎也叫做蜂巢形輪胎,原本輪胎充氣的位置改為大大小小的蜂巢形狀,利用穩定堅固的結構撐起車輛的重量,而且還因為不會漏氣,所以也不用怕爆胎呢!但因它的應用在普通汽車上還有很大的限制,所以目前只用在軍用車上。
其實數學的應用不僅僅只是解決數學題目,它也是自然界的道理之一,多多觀察身邊的事物,也會發現許多數學的影子唷!本文由恆素養授權提供轉載