毛主席说：“一桥飞架南北，天堑变通途。”父辈常说：“赵州桥千年不倒，卢沟桥千年不朽”。古今中外的公园里、道路上总能看到各式各样的桥，通过观察我发现，建筑上的桥梁普遍采用拱形结构，难道拱桥是因为拱形能承受更大的重力吗？
为了寻找问题的答案，我决定做了一次实验。准备一张A4卡纸、若干个硬币、八本厚度相等的书。先将一张卡纸架在两本书的中间，在卡纸上放硬币，结果只放一个卡纸就向下弯曲；接着我将卡纸卷成拱形，放在桌子上，然后将把硬币依次放到纸拱上。可硬币才放上去四个，纸拱就塌了。怎么样才能让纸拱承更多硬币呢？我绞尽脑汁，想到了一个办法：纸拱的宽度不变，在两旁各放两本书做拱足。稳固之后，再往上面放硬币，一个……两个……三个……纸拱开始摇摇欲坠，哗的一声，纸拱塌了。这次一共放了二十个硬币。或许拱桥的承重和拱足真的有关呢。顺着这个思路，我将剩下的四本书又分别放在两侧，按上一次的方法放硬币，一共放了二十五个。我认为这次实验说明拱形比平板的承重能力强，而拱形的承重水平又与拱足的重量有关。当一张纸变成拱形时，弓高增加了，承载的重量也增加了。而拱桥承载重物时，会把力向下向外传递给相邻的部分，受压后，承重点会产生一个向外的推力，增加拱足，就可以抵住这个力，就可以承载更多的力。所以，拱足越重，能抵住的推力也就越大，承载的重量也随之增加。
让我们再看看中国现存历史最悠久的赵州桥，距今已有1406年，一直保存完好。中国古代造桥受材料限制，没有钢筋水泥，只能采用石材一块一块砌起来，那这些石块中间有缝隙，会不会影响拱桥的承重力呢？我决定通过另外一个实验来证明拱桥的特点。我准备几块西瓜皮，先将一块西瓜皮立成拱桥的形状，往上面放了一个较重的钩码，瓜皮立刻分裂成两半。我产生了疑惑：难道是因为瓜皮不够大的原因吗？于是，我又拿了一块比上次大一半的瓜皮，往上面加了一个重量相等的钩码。咦？奇怪，为什么瓜皮又断成了两半呢？我阅读科学书和练习册，发现课本图片中实验的瓜皮被切成了几块。我照着它做，把几块西瓜皮重新组合后，成为一座瓜皮桥，现在再往上面放和之前一样重的钩码，瓜皮桥竟纹丝不动的立在那里。这又是为什么呢？我刨根问底，上网查阅资料，原来当力向外传递时需要一定的空间，若不把瓜皮切成一份一份的，西瓜皮受力无法及时传递就会崩裂了。因此，当拱桥采用石块建筑时，石块与石块之间的这些缝隙不仅不影响拱桥的承重力，而且还使桥梁更坚固。
我的这些实验都说明了桥梁采用拱桥，这不仅是因为拱桥造型优美，曲线圆润，富有动态感，弯曲的桥洞方便船只行进，增强安全性，大大提高了泄洪能力，更主要是拱桥解决桥梁承载力的问题。在日常生活中，很多地方都采用到拱形来解决承重力的问题，如中国国家大剧院、古代的城门采用拱形使建筑物更坚固；人的头骨近似球形，起到保护大脑的作用，人体的足弓采用拱形起到承载人体重量的作用……
啊！原来小小的拱形奥秘居然有这么多，生活中许多现象值得我们去探索去研究，从中发现新知识。我们从生活中受到启发，用实验来证明，用真理来说话。科学创造未来，科技点亮生活！让我们去揭开大千世界神秘的面纱！
2015-10-24
亦墨 点评