"Sobald Sie Pop, hört der Spaß nicht auf", lautet der Slogan der beliebten amerikanischen Chipmarke Pringles . Aber wenn Sie Ingenieur sind, interessieren Sie sich vielleicht für Pringles, die nicht nur süchtig machen und schmecken.
Tatsächlich wurden Pringles in Form eines hyperbolischen Paraboloids entworfen.
Was ist das Besondere an der Form eines Pringle?
Nun, die Form verhindert, dass die Pringles am Boden der Dose unter dem Druck aller Pringles auf ihnen reißen. Die Form verleiht Pringles aber auch ihre charakteristische Knusprigkeit.
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Lassen Sie uns erklären, warum diese einzigartige Geometrie faszinierend ist.
Was ist ein hyperbolisches Paraboloid?
Aber bevor wir uns mit dem "Nitty-Gritty" von Pringles-Chips befassen, kann es nützlich sein, herauszufinden, was ein hyperbolisches Paraboloid ist. In der wunderbaren Welt der Geometrie ist diese Form eine quadratische Oberfläche und eine doppelt beherrschte Oberflächedas hat genau eine Symmetrieachse und kein Symmetriezentrum.
Oft als "Sättel" bezeichnet aus offensichtlichen Gründen, kommt ihr Name von der Tatsache, dass ihre vertikalen Querschnitte Parabeln sind. Der horizontale Querschnitt dieser Form ist andererseits Hyperbel - daher der Name.
Diese Form hat viele nützliche Anwendungen in der physischen Welt, abgesehen von leckeren Snacks auf Kartoffelbasis. Da hyperbolische Paraboloide doppelt beherrscht werden, sind sie relativ einfach mit einer Reihe gerader Strukturelemente zu konstruieren, was sie als beeindruckende Strukturelemente nützlich machtin der Architektur.
Aus diesem Grund werden Sie häufig feststellen, dass sie zum Bau dünner Dächer vom Typ "Schale" verwendet werden. Diese können entweder verwendet werden. Holz oder Stahl Abschnitte das sind dann gekleidet oder sie können sein konstruiert mit Beton .
"Die Verwendung von hyperbolischen Paraboloiden als Form der Dünnschalenkonstruktion wurde in der Nachkriegszeit als Hybrid aus moderner Architektur und Bauingenieurwesen eingeführt. Da die Form sowohl leicht als auch effizient ist, wurde sie als Mittel zur Materialminimierung verwendetund Steigerung der strukturellen Leistung bei gleichzeitiger Schaffung beeindruckender und scheinbar komplexer Designs ", heißt es Gebäude entwerfen .
In der Architektur leiten hyperbolische Paraboloide ihre strukturelle Integrität eher von ihrer Form als von ihrer Masse ab wie viele herkömmliche Dachmethoden. Die Krümmung der Form trägt auch dazu bei, die Neigung zum Knicken unter Druck zu verringern, was ihr eine außergewöhnliche Steifheit verleiht.
Die Form hilft auch Materialien und Strukturen, ungleicher Belastung durch Eigenlasten und Nutzlasten wie Wind standzuhalten.
Die geometrische Robustheit eines hyperbolischen Paraboloids wird in Architektur und Ingenieurwesen häufig genutzt, insbesondere im strukturellen Dachbau. Das Londoner Velodrom, das Scotiabank Sattel in Kanada und der Skandinavien in Schweden sind einige der komplexeren strukturellen Beispiele für ein hyperbolisches Paraboloid im wirklichen Leben.
Wie werden Pringles hergestellt?
Und nun zu etwas etwas schmackhafterem, tatsächlich köstlichem. Wie genau werden Pringles hergestellt?
Pringles im Gegensatz zu herkömmlichen Kartoffelchips oder Chips, wenn Sie von Blighty stammen werden nicht nur aus Kartoffeln hergestellt. Tatsächlich beginnt das Leben eines Pringle als eine Aufschlämmung aus Reis, Weizen, Mais und Kartoffelflockenmit einer Reihe von Zusatzstoffen.
Dies Pringle "Teig" wird dann gepresst und zu einem ultradünnen Blech gerollt, bevor es in Stücke von Chipgröße geschnitten wird. Diese Schnitte werden dann durch eine speziell entwickelte Maschine von den Resten des Blechs getrennt.
Diese Chips bewegen sich dann auf einem Förderband vorwärts und werden auf Formen gedrückt, um ihnen ihre ikonische Form zu geben. Diese geformten Chips bewegen sich dann durch kochendes Öl und werden einige Sekunden lang gebraten.
Die Chips werden dann trocken geblasen, mit Pulveraroma besprüht und schließlich auf ein sich langsamer bewegendes Förderband gekippt, auf dem sie gestapelt werden können. Nach Fertigstellung werden die Chipstapel zu ihren Dosen transportiert, folienversiegelt und versandtihre mit Spannung erwarteten Kunden.
Was ist das Besondere an Pringles hyperbolischer Paraboloidgeometrie?
Perfekt ausgeführte geometrische Formen sind immer angenehm anzusehen, da ihre Proportionen sehr auffällig sind. Genau wie ein nahezu perfekt symmetrisches menschliches Gesicht, das von Natur aus proportioniert ist, um sich an das anzupassen. goldener Schnitt wird eher als schön angesehen. Bei einem Pringles-Chip bilden die sich kreuzenden Kurven eine stabile Struktur sowie eine attraktive Geometrie.
Diese spezielle Geometrie wird als bezeichnet. hyperbolisches Paraboloid in der Welt der Mathematik, wie wir oben erwähnt haben.
Interessant an einem hyperbolischen Paraboloid ist der Punkt, an dem sich das Maximum und das Minimum der beiden Hauptkrümmungen an einem Nullpunkt treffen. Dies wird als bezeichnet. Sattelpunkt oder der Minimax-Punkt.
Die sich kreuzende Doppelkrümmung des hyperbolischen Paraboloids verhindert die Bildung einer Spannungslinie, die die natürliche Ausbreitung eines Risses nicht fördert. Deshalb Pringles haben Sie diese zusätzliche Knusprigkeit, wenn Sie entweder ein Stück abbeißen oder wenn Sie einen ganzen Pringle in den Mund nehmen.
Wenn Sie häufig Pringles essen, wissen Sie, dass sie niemals symmetrisch abbrechen, sondern in verschiedene Richtungen reißen und Flocken mit unterschiedlichen Formen produzieren. Dies ist alles auf die hyperbolische Paraboloidgeometrie jedes Chips zurückzuführen.
Darüber hinaus funktionieren die beiden gegenüberliegenden Kurven unter Zug und Druck gut zusammen, was jedem Pringle trotz seiner relativ dünnen Form eine gewisse strukturelle Festigkeit verleiht.
Der konkave U-förmige Teil wird unter Spannung gedehnt, während der konvexe bogenförmige Teil unter Druck zusammengedrückt wird. Durch diese doppelte Krümmung schafft die Form ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Druck- und Zugkräften, so dass sie dünn und dennoch überraschend stark bleibt.
Die Praktikabilität von hyperbolischen Paraboloid-Chips
Es ist für jeden offensichtlich, dass die Form der Pringles auch das Stapeln der Chips vorteilhaft erleichtert. Dies ist wiederum auf ihre Sattelform zurückzuführen, die es ermöglicht, die Chips reibungslos übereinander zu legen.
Und der Pringle, der ganz unten in der Röhre platziert ist, kann seine Form behalten, ohne zu brechen, weil der Nettogewicht der Chips überschreitet normalerweise nicht 150 Gramm Plus der harte Körper des Rohrs, der aufgrund der hyperbolischen Paraboloidgeometrie der Chips möglich ist, minimiert die Wahrscheinlichkeit, dass die Chips beim Transport zerbrechen.
Von Kartoffelchips bis zu strukturellen Dächern ist dieses einzigartige geometrische Wunder wirklich faszinierend.