20040521 牛郎會織女免鵲橋 「紙」要海工 就「橋」定了 中山海工系「紙橋荷重」實驗比賽 大四林若森600倍荷重技高一籌

20040521 繼完成「康固力船水上漂」的考驗後,國立中山大學海洋環境及工程學系學生今(21)日又必須完成「紙橋荷重」任務,必須以西卡紙為材料製作紙橋,且能負荷300倍紙橋重量以上才算過關。比賽過程中氣氛緊張,學生心情隨著施力砝碼增加而逐漸加溫亢奮,加油、尖叫聲不斷,最後薑還是老的辣,大四生林若森以荷重600倍贏得此次比賽。

擔任「關主」考驗學生的海工系教授陳邦富表示,「紙橋荷重」是系上必修課「結構學」課程中,每年必考的實驗比賽且已有10年歷史,早成為海工系的傳統。主要目的就是希望學生不光死背課本知識,更要靈活運用計算「結構學」、「力學」概念。日常生活中包括桌子、椅子、車、船、橋等,從工程觀點來看都是所謂的「結構物」,即由「骨頭」支撐承受重量。

陳教授指出,一項工程結構物的建造必定經過「規劃」、「分析」、「設計」、「建造設計」等四項過程,建造橋樑亦是如此,另外特別指定使用「西卡紙」為建材就是要打破一般人認為紙張輕薄不堅固的印象,思考橋樑設計中不可欠缺的「拉力」與「壓力」兩要素,如何發揮紙張優良「拉力」長處,克服「壓力」短處。

比賽方式以西卡紙為材料,白膠(樹脂)為黏著劑,運用結構力學原理,將西卡紙捲成紮實圓柱加上紙帶,組合成長50〜55公分,寬10〜15公分,高度無限制的紙橋,最重要的是必須通過300倍荷重的考驗,從紙橋下垂掛各種重量的砝碼,讓「紙橋所能載重」除以「紙橋的重量」所得數字需大於300才算及格。

陳教授舉例說,若紙橋200公克,則必須最少能承重60公斤才算及格,「如果我們能上天,今年七夕牛郎和織女不用再等喜鵲架橋才能相聚,有我們海工系就『橋』定了!」他開玩笑地表示。

紙橋比賽以2至3人為一組,還有不少是大三重修同學捲土重來,海工系大二學生陳志榮頻抓頭一副傷腦筋模樣,認為大三學長姐的經驗豐富實力較強,恐怕無法擊敗他們順利奪冠。

即使如此過程中的學習仍讓陳志榮獲益良多,特別是紙橋承受壓力重要零件「橋桿」,為能負荷更大重量需想辦法用重物壓得更密實,有同學搬木板再壓上大石頭,更有同學嫌不夠重,乾脆輪流換人上去踩,而且還要不斷測試各種受力狀況。為了這次比賽幾乎通宵熬夜到凌晨4、5點。

「老薑」大四生林若森以橋身重量142公克,負重86公斤贏得這次比賽,他表示這是他第二次重修這門課,紙橋設計上自然比較有經驗,他建議學弟妹延續傳統學長姐設計模型,也就是基本三角形較理想,「畢竟是經過反覆測試得到的數據結果」。

過去十年比賽中,成績最好的是已畢業電機系學生黃漢汶所保持,以輕僅181.9公克的紙橋,負重196公斤,創造出1081.7倍荷重佳績。