《为什麽1L鲜奶实际上只有946mL?》日常生活中的谜团其实都跟数学有关!
撰文 橫山明日希事实上,数学与你我的距离比想像中还要近!《为什麽1L鲜奶实际上只有946mL 用数学解开日常生活中的种种谜团》用浅显易懂的举例,让数学轻松融入生活中!
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计算「单位」与膨胀体积
实际测量1L的鲜乳,结果只有950ml?
一杯啤酒大概有多少?
日本人到了居酒屋,通常一坐下来就会说:「先来杯啤酒吧,我要中杯生啤酒!」而且应该大部分的人连菜单都还没瞧上一眼,就直接这麽点餐。每次我问到这个「中杯生啤酒」究竟是「多少ml」,答案都会让我觉得很模棱两可。难道就没有明确的基准吗?
网路上对於「中杯生啤酒的问题」也掀起了一番讨论,实际上也有人真的跑到居酒屋点中杯生啤酒来测量实际的容量。结果发现每一间的容量都不一样,就连啤酒的泡沫量也有差异。其中也出现让震惊的调查结果,例如:「小杯生啤酒」居然比「中杯生啤酒」还要多。
如果是罐装啤酒的话就不会有这个问题,因为罐装啤酒都是在工厂填充,每一罐都会保持正确一致的容量。但提到罐装啤酒,我就又有新的疑问。500ml的罐装啤酒看起来就是个完美的整数,但为什麽小罐的啤酒要做成350ml呢?
这是因为日本的啤酒罐从前就是使用美国进口的制罐机械所生产的。美制的铁铝罐容量都是16盎司(≒473.18ml)与12盎司(≒354.88ml) ,而日本的容量单位使用ml,因此便选择接近美制规格且为整数的容量。
关於美制容器规格根深蒂固於日本的其他生活案例,还有冲绳的纸制牛奶盒。冲绳当地制造的大罐纸盒包装牛奶,上头的标示就是「946ml」,用一个不上不下的数字呢?其实这是也是因为受到美制容量单位的影响。美国使用的液体容量单位为「加仑」 (1加仑≒3.79ml)。
而冲绳地方取1/4加仑为1L的近似值,1/4加仑是0.946L也就是946ml。取近似值当作牛奶盒容量的作法一直沿用至今,难怪会标示946ml。那我心里的疑问就此结束了吗?不不不,还有一个问题让我更加疑惑。
牛奶盒的尺寸与容量的神奇之处
我很怀疑标示1L的牛奶盒是否真的装着1L的牛奶,为了解决这个疑惑,於是我实际测量牛奶盒的底边与高度。
根据测量结果,确认三边的长度为70×70×194(mm) ,计算後得到的体积是950.6cm3。既然1000cm3=1L,那就奇怪了,商品明明就标示1L,实际上却少了50ml。而会出现这样的落差,其实是因为「纸盒」隐藏的特质所致。牛奶装进牛奶纸盒里以後,本身的重量会把纸盒的四边往外撑。
我们可以想像一下纸盒断面的模样,其实形状是介於正方形与圆形之间。不过就算这样,纸盒的长宽也不可能被拉长,所以这个断面的周长和原来还是一样的。我们以实际的数字来看吧。如图所示,假设正方形、正三角形、圆形的周长皆为12πcm,并比较各自的面积。计算结果明确地显示这三个图形的周长虽然一样,但面积却有相当大的落差。
以同样周长的不同图形进行比较,圆形的面积是最大的。因此,即使该立方体的容器计算起来只有950ml的容积,但因为填充鲜奶而造成容器向外撑开,还是有可能容纳入1L的容量。
在日常生活中,我们在使用那些「顺手」 、 「好用」的物品时,或许都没想过那麽多,但有时突如其来的疑惑,就会让我们发现一些意想不到的事实,以及获得数理上的理解。这麽说来,有些事物虽然常常令我觉得「心里头有些疙瘩」,但那肯定不是坏事。
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▊原来数学离我们这麽近!
许多日常生活中的谜团、令人好奇的不可思议现象,都跟数学有关!
本书的主题虽然是数学,但几乎没有「公式」和「计算」, 是一本以文章和图解构成的「趣味生活杂学」!
《为什麽1L鲜奶实际上只有946mL 用数学解开日常生活中的种种谜团》
▊作者
横山明日希
math channel代表、日本搞笑数学协会副会长。
2012年修毕早稻田大学研究所硕士班学分(理学硕士),专攻数学应用数理。大学在校时便以「数学哥哥」的身分展开活动,将数学的乐趣推广至日本全国各地,举办演讲与活动的地点迄今已超过200处。2017年於国立研究开发法人科学技术振兴机构(JST)所举办的科学市集当中获得科学市集奖。
着有《生活万事问数学》(枫叶社)、《笑う数学》(KADOKAWA)、《算数脳をつくる かずそろえ计算カードパズル》(幻冬社)等书籍。
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