如何用一张纸顶起10本书？

这个问题经常用来考察小朋友，但很多成年人也无法在第一时间里想到解决方案——把纸做成柱子。

柱子有圆有方，哪种柱子有更好的承重结构呢？让我们动手试试就知道了。

把一张纸卷成圆柱，另一张纸折叠几下，卷成直四棱柱，都用胶带粘好。在操作这一步时，小心不要让纸张出现褶皱，这点非常重要。

然后，把两根柱子放在水平的桌面上。我们都知道，一张纸竖起来，随便什么放点东西就能把它压塌，这两根柱子又会怎样呢？在上面放几本书来测试下强度吧。

可以非常直观的发现，白纸在做成柱子后，并没有我们想象的那么脆弱。这个四棱柱，在上面放了3本书之后才塌掉。

至于这个圆柱，更是成功顶住了10几本书。

小小的一个实验，背后的道理却不简单：纸在围成柱子后，受力点和受反作用力点之间的距离变长了，能承受的重量则变大了。而在材质相同的情况下，圆柱体因为没有转角处和接角处，距离更长，能承受更大的力。自然界中类似的例子非常多，比如竹子——空心的竹节甚至能长到几十米高。

不过需要注意，已经被压塌的模型就不再能继续做实验了，像下面这样的，显然就不能再用了。因为结构发生形变后，力学结构也改变了。这也是为什么在最开始的时候，我们强调一定不能出现褶皱的原因。

用火柴也可以做出这种「小身板有大力量」的实验：用3根火柴和粗线，怎么吊起满满的一瓶水？

先把第一根火柴放在桌边，一端探出桌外，然后用板子将它压住。

然后，我们可以用粗线把一瓶水吊在第一根火柴上，这很容易理解。但此时，如果挪开了压住火柴的板子和重物，显而易见，这瓶水马上会掉下去。

那么，如何做到仅用火柴和粗线就可以吊起一瓶水呢？

我们先把第二根火柴架在两段粗线中间，像这样，也不难。

接下来则是关键的一步：用第三根火柴，把上下两根火柴连接起来，让三根火柴形成一个稳定的结构。

现在，让我们把压住第一根火柴的重物挪走。可以看到，下面吊着的水瓶和上面的三根火柴，稳稳的没有变化——几根轻巧的火柴，居然有这么大的能耐？

这背后的道理，仍然和结构有关：两根被撑开的线挤压第二根火柴，产生了摩擦力，并为第三根火柴提供支持力，各种力形成了平衡，三根火柴和下方的水瓶形成了一个整体，和之前不同了。

别小瞧这三根火柴的位置，实际上这个平衡结构非常微妙，你可能要花上很久才能找到。最开始的几次，可能你还没进行到把桌面的重物拿开那一步，中间的的火柴就已经被弹飞了。

以上就是两个虽然简单但大有门道的「结构」小实验，如果想看更多手工视频，欢迎大家关注我们的同名微信视频号：狂丸科学，每日更新趣味作品，帮你成为朋友圈的手工大佬，手工届的科学达人。