车轮与项链

菠萝冰

啦啦啦，啦啦啦，我是播报的小行家，一边走一边报。今天的热点真正好，快来组队看报道。

汽车的车轮和妈妈脖子上戴着的项链会有什么联系呢？老实说，车轮和项链这两种看似毫不相干的物品，其实也存在着一定的联系哟。接下来，让我们一起来探索吧！

車轮为什么是圆形的

看到大街上来来往往的汽车，你可能会产生这样的疑问：为什么所有交通工具的车轮都是圆形的？为什么不能是方形或者三角形的呢？这是因为圆上的任意一点到圆心的距离都是相等的，这个相等的距离叫作半径。把车轮做成圆形，车轴安在圆心上，那么车轴离地面的距离就总是等于车轮半径，这样汽车才可以在地面上平稳地行驶。同时，圆形的轮胎能够减少车轮在行驶过程中受到的摩擦阻力，提升汽车的速度，提高汽车的工作效率。

难道真的没有方形的车轮存在吗？其实，这个世界上是有方形车轮的。只是考虑到日常行驶的效率和省力程度，方形车轮只存在于某些实验或者展览中。这是不是说明，方形车轮只是一个“中看不中用”的物品呢？当然不是。

尽管方形车轮很难在平地上进行省力和有效的行驶，但是谁又规定方形车轮一定要在平坦的地面上行驶呢？其实，方形车轮可以在适合自身发力的、凹凸不平的地面上行驶！看，当圆弧形地面的曲线长度与方形车轮的边长相等时，方形车轮就可以在地面上自由行驶了。

“微笑”的项链

项链，通常作为装饰品出现在我们的眼前。比如，配合人们日常的衣着搭配等。但你可能不知道项链还会“微笑”吧？当你将一条项链拿在手中，双手适当靠近，让项链自然下垂时，这条项链就形成了一个自然的弧度。这时，你再看向项链，就会发现这条项链在对你“微笑”。

从正面看，除了发现项链在对你“微笑”之外，项链的弧度还可以看成抛物线。如果我们变换一下视角，将项链的现有弧度顺时针旋转180°，看，它又变成了一个拱形。

达·芬奇在创作《抱银貂的女人》时，为了画好女人脖子上的项链，做了各种精确的数学计算来确定脖子上项链的悬挂状态。同时，他一直被一个问题苦苦困扰着：固定项链的两端，使其在重力的作用下自然下垂，那么项链所形成的曲线是什么呢？

神秘的悬链线

其实不管是方形车轮行驶的路面，还是“微笑”的项链，都离不开一个隐藏较深的数学知识——悬链线。悬链线是一种曲线，指两端固定的一条（粗细与质量分布）均匀、柔软（不能伸长）的链条在重力的作用下所具有的曲线形状。

从形状上来看，在方形车轮所行驶的凹凸不平的圆弧形路面中，就包含着悬链线。同样地，项链、绳子甚至铁链等物体在两端固定、自然下垂的状态中也包含着悬链线。

悬链线很少会在我们日常的数学学习中涉及或者提到，但是悬链线也并不神秘，如果你了解它，就会发现在建筑中，在神奇的大自然中，都有它的存在。

形与力高度结合的悬链线将我们生活的世界勾画得更加科学、美好，也让数学与生活的联系更加紧密。小读者们也从自己的所学所得出发，发现身边更多有趣的数学知识吧！