核心概念
建築學
幾何形狀
工程學
物理學
簡介
你見過網格球頂嗎？網格球頂是由相互連線的三角形組成的球狀結構。著名的網格球頂是華特迪士尼世界未來世界的太空飛船地球，但網格球頂也常見於遊樂場的攀爬圓頂。在這個科學活動中，你將使用橡皮糖和牙籤建造一個簡單的網格球頂。準備好進行美味的工程實踐吧！
背景
網格球頂是由相互連線的支柱構成的結構，以近似球體（或球體的一部分）的形狀。理查德·巴克敏斯特·“巴克”·富勒，一位美國發明家、建築師、作家、工程師、設計師和未來學家，在 1940 年代為網格球頂申請了專利並使其普及。未來世界的太空飛船地球是一個完整的球形網格球頂，但許多其他網格球頂，例如遊樂場的攀爬圓頂和一些溫室，通常只是球體的一部分。
通常，網格球頂的支柱或脊在三角形中連線在一起，三角形的頂點構成球體的“表面”。三角形的邊緣在球頂表面形成類似大圓的形狀，或稱測地線。支柱形成一個剛性網路，將應力傳遞到整個結構中，使網格球頂能夠支撐令人驚訝的大量質量，而其自身的結構質量卻相對較小。
材料
11 顆橡皮糖（或者，可以使用軟糖豆或其他半硬、耐嚼的糖果。）
25 根牙籤
準備工作
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收集 11 顆橡皮糖和 25 根牙籤，您將用它們來製作網格球頂。
步驟
使用橡皮糖將五根牙籤連線在一起，形成一個扁平的五邊形（五角形）形狀。每個角上應該有一顆橡皮糖，每條邊上都有一根牙籤。
在每個橡皮糖中再戳入兩根牙籤，將新的牙籤排列成向上指。
取五個新的橡皮糖並將它們連線到新牙籤的頂部，在每個橡皮糖中插入兩根牙籤，以形成三角形。（五邊形應構成三角形的底邊，而新的橡皮糖應構成頂點。）您應該以這種方式得到五個三角形。你認為為什麼網格球頂是由三角形形狀組成的？
在您剛製作的三角形的頂點之間連線一根牙籤，將三角形連線在一起。這將使用五根牙籤，並將建立另一個五邊形，這次在球頂的頂部。
再取五根牙籤，將一根插入構成頂部五邊形的五個橡皮糖中的每一個。將新的牙籤排列成向上指。然後將所有五根牙籤插入球頂中間和頂部的橡皮糖中。您的網格球頂就完成了！
輕輕向下按壓網格球頂的頂部。如果它沒有破裂，請嘗試更小心地再向下按壓一點。你的球頂有多堅固？你是否對它能很好地支撐你按壓它的手感到驚訝？
額外挑戰：再次嘗試這個活動，但這次使用長木製烤串代替牙籤。一個網格球頂是否比另一個更堅固？如果是，哪個更堅固？你認為這可能是為什麼？
額外挑戰：嘗試在球頂頂部新增一些質量，例如厚重的信封。在球頂失效之前，它可以支撐多少質量？你是否對它的堅固程度感到驚訝？當球頂失效時，它是如何失效的？你能找到一種方法使其更堅固嗎？
額外挑戰：您在此活動中製作的網格球頂使用相對簡單的設計。您可以嘗試檢視“更多探索”部分中的資源來製作更復雜或更大的網格球頂。你能建造一個更大的網格球頂嗎？使用多種不同支柱長度的網格球頂呢？更復雜的設計與此活動中使用的設計相比如何？
[中斷]
觀察和結果
當您向下按壓網格球頂時，即使您增加了壓力，您的網格球頂也能輕鬆支撐您的手嗎？
網格球頂的設計使其能夠支撐令人驚訝的大量質量，而其自身的結構質量卻相對較小。因此，您應該看到，當您向下按壓球頂頂部時，即使您稍微增加了壓力，網格球頂也可以輕鬆支撐您的手。您需要施加很大的壓力，球頂才會失效。網格球頂的支柱（此處由牙籤製成）排列成三角形，這些三角形整體上形成一個剛性網路，將施加到球頂頂部的任何應力分散到結構的其餘部分。
由於網格球頂近似於球體，因此它具有相對較低的表面積與體積比（即，與表面積相比，其體積相對較大），並且與結構本身的質量相比，它可以包圍大量的體積。
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