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对折(一张纸真的最多只能折七次吗?为什么?)

对折(一张纸真的最多只能折七次吗?为什么?)

题图来自Unsplash,基于CC0协议

本文目录

  • 1、一张纸真的最多只能折七次吗?为什么?
  • 2、一张纸理论上是不是可以折叠无数次?
  • 3、一张纸对折105次,宇宙真的就放不下了吗?
  • 4、一张纸最多可以折几次?有什么规律和原理?
  • 5、网上都说一张纸对折最多就能折七次,有什么依据吗?
  • 正文

    1、一张纸真的最多只能折七次吗?为什么?

    一张纸只能对折7次,这是很多人艰辛的真理。

    实际上真的如此吗?

    我们不妨先来算一下,一张纸如果对折,厚度会变为原来的2倍,同时,它的面积也会缩小到原来的1/2。随着对折次数增加,这两个数字会以几何基数增加。对折7次,那么它的厚度为原来的128倍,面积只有原来的1/128,再折一次,厚度立马变成原来的256倍,面积缩小为原来的1/256。

    所以,7次,似乎是个合理的极限。

    如果不断折下去,假设只有0.1毫米的纸,那么对折20次,它厚度已经突破百米。

    那么对折27次,它厚度能超过13公里,比珠峰还高5公里。

    对折30次,厚度100公里。

    35次,厚度3400公里。

    42次,厚度约44万公里,超过地月距离。

    51次,约2.25亿公里,超过日地距离。

    60次,厚1152亿公里,相当于0.012光年。

    80次,快到13000光年,超出银河系。

    93次,厚1亿光年。

    对折103次,930亿光年,宇宙已经放不下这张纸咯。

    所以,从这个角度来看,宇宙也不过是一张纸折叠100多次嘛。

    当然,一张纸不可能无限的折叠下去,7次,是不是终极折叠层数呢?

    当然不是,一张纸能够折叠多少次,取决于纸的厚度,7次绝对不是终极层数。

    目前的世界纪录是一群美国中学师生创造的,他们用的是厕纸,最后他们耗费了几个小时,将纸折叠了13次。

    这张纸多长呢?接近4公里,最后,他们折叠了8192层。

    建议不要在家尝试,以免妈妈回家打屁屁。

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    2、一张纸理论上是不是可以折叠无数次?

    你这里的折叠应该指的是“对折”的意思,随便一张A4纸理论上可以对折的次数不超过8次,通过以下简单计算即可证明,如果一张纸对折51次能从地球爬到太阳去,是真的吗?

    对折的意思

    对折即相对折叠起来的意思,一张纸对折后表面积将减小为原来的二分之一,厚度将变为原来的两倍。以纸张的韧性,当把一张A4纸对折到近似正方体时,变不可以继续对折,继续用力对折A4纸张必然发生断裂。

    不可对折的奥秘——指数的威力

    A4纸(210mm×297mm)的规则有很多,如每平方米60g、70g、75g、80g、85g、90g、100g等,以80g的A4纸张为例,500张厚度约厚52mm,即每张的厚度约是0.104mm

    对折一次厚度变为原来的2倍,对折两次厚度将变为原来的2^2倍,即4倍。。。对折八次纸张厚度将变为原来的2^8倍,即256倍。

    对折8次后的A4纸张是什么样的?

    256×0.104=26.624,这时厚度达到了26.624mm。

    纸张面积剩下210mm×297mm÷256=

    243.63mm²。√243.63=15.61mm,即变成一个边长大约是15.61mm,厚度为26.624mm的近似小方块,这时已经无法继续对折。

    故一张纸最多可以对折不超过8次,这还是在理想的情况下,实际上纸张的质量不同,折叠的次数可能达不到8次。

    经过计算,一张纸对折42次,厚度就达到了月球和地球之间的距离;对折51次,就达到了1天文单位,即日地距离,所以这一切都是源于指数的威力。

    今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!

    3、一张纸对折105次,宇宙真的就放不下了吗?

    类似的题,我在小学时第一次遇到,那道题是一张纸对折30次,高度能不能超过珠穆朗玛峰?

    刚看见这道题的时候,理所当然的认为,这怎么可能,要知道一张纸是多么的薄,对折30次怎么可能比珠穆朗玛峰还高呢?但是经过计算后我才知道,我还是太年轻了。

    假如一张纸为0.1毫米厚,对折10次的厚度变化过程:

    0.1——对折1次——0.2

    0.1——对折2次——0.4

    0.1——对折3次——0.8

    0.1——对折4次——1.6

    0.1——对折5次——3.2

    0.1——对折6次——6.4

    0.1——对折7次——12.8

    0.1——对折8次——25.6

    0.1——对折9次——51.2

    0.1——对折10次——102.4

    可以看出,一张纸对折10次后,它的厚度从0.1毫米达到了102.4毫米,约提高了1000倍。经过多次的计算,可以认为每对折10次,纸的厚度均是在初始值的基础上增加了约1000倍,为了便于计算,我们就取1000整数倍。

    于是很显然,再对折10次(第20次),102.4毫米——同样舍去零头,就以100毫米为基数进行计算——增加1000倍,就变成了100000毫米,即100米。

    再对折10次(第30次),就达到了100000米的厚度,已经远远的超过了珠穆朗玛峰8848米的高度,甚至比10座珠穆朗玛峰重叠在一还要高。

    当这个数字出现时,我是真的惊呆了,没想到,看着不起眼的一张纸,仅仅连续对折30次就能达到这么一个恐怖的数字。当然,在实际生活中,一张纸是不可能连续对折30次的,有很多人做过试验,一般到了7、8次就是极限了。

    但是,我们可以从数学的角度继续计算下去,来看看一张纸对折105次能不能撑破宇宙。因为前面已经计算了30次对折后,一张纸的厚度将达到100000米,即100公里,我们就接着这里计算下去。

    计算过程如下(每对折10次增加1000倍):

    100公里——对折40次——约100000公里,即10万公里

    100公里——对折50次——约1万万公里,即1亿公里

    100公里——对折60次——约1千亿公里

    100公里——对折70次——约1百万亿公里

    100公里——对折80次——约10亿亿公里

    100公里——对折90次——约1万亿亿公里

    100公里——对折100次——约1000万亿亿公里

    100公里——对折101次——约2000万亿亿公里

    100公里——对折102次——约4000万亿亿公里

    100公里——对折103次——约8000万亿亿公里

    100公里——对折104次——约1.6亿亿亿公里

    100公里——对折105次——约3.2亿亿亿公里

    一光年约等于9万4千6百亿公里,就算它10万亿公里吧,那么3.2亿亿亿公里,够光跑上3200亿年了。

    而目前我们能观测到的宇宙直径仅为930亿光年,差不多要有4个宇宙才能放下这张折了105次的纸,真是太神奇了!

    4、一张纸最多可以折几次?有什么规律和原理?

    对折n次,折痕为2的n次方减1条。

    5、网上都说一张纸对折最多就能折七次,有什么依据吗?

    网上都说一张纸对折最多就能折七次,有什么依据吗?

    大部分情况下纸的对折次数确实很难超过7次,不信你可以试试,即使是长径比相差很大的,也不过是8次或者9次,那么从实际操作和理论两种情况来看,一张纸能折叠的次数是多少次呢?此时的厚度又能达到多少高度呢?

    现实中最多能折叠几次?

    很多朋友都以为折纸一直都很容易,就像有一个笑话,某人求职的薪水要的并不高,他要求按日给付,第一天给一分,第二天两分,第三天四分,第四天八分,如此这般一直翻番,一个月后领薪水,老板愉快的答应了,但很可惜,全球能请得起这样的大佬可没几个,因为最后一天需要给付的薪水高达:1073.741824万,大概就一千万月薪,是不是很吓人?因为这个玩法是指数级上升的。

    所以折纸同样非常不容易,2011年美国德克萨斯州圣马克中学师生们创造了一个世界纪录,他们将一条,记住是一条啊,因为这条卷纸的长度接近4千米,但即使这样,也仅仅对折了13次,打破了2002年的记录12次而已,下次如果要打破这个记录,那么至少要准备8千米的卷纸,而且根据厚度弯曲长度余量计算,理论上来看还要更长一些。

    已经无法再折叠

    当然这种无聊的记录理论上来看是可以无限增加的,比如你可以假设一光年的卷纸,那么它可以轻松打破任何折纸世界纪录,但这种游戏没啥意义,有个数学公式可以直接告诉我们可以叠到第几次,前提条件:纸的厚度达到折叠面的一般时候基本就已经很困难了,所以以此为标准,那么有:

    假设纸张是变长为a的正方形,厚度为h,每折叠一次,折叠边长不变,厚度则为2倍的h,折叠两次,那么折叠边长为原边长的一半,厚度则为4倍h,依次折叠,就能得到一个公式:当折叠次数n为偶数次时,折叠边长为l/(2^(0.5*n)),厚度则为2^n*h,当满足n>2/3*(log2(l/h)-1)时即无法再折叠。

    所以各位不需要真的去制造出一条一光年的纸头,用这个公式去算算也就差不多了哈。

    一张纸不计实际折叠极限,多少次能到达月球?

    这只是一个数字游戏,比如一张A4纸为标准为0.1mm左右,那么理论列算式如下:

    0.1mm×2^n=38.4万千米

    n=41.8次,理论上一张A4纸只要折叠42次不到即可到达月球。看来这指数级增加还是非常恐怖的!不过这个只是一个数字游戏,事实上折叠不可能小于原子,因为从原子尽管可以分割,但以人类的技术到达原子级别基本就无能为力了,或者无法持久,那么假如将一张A4纸的原子一个个接起来,能到哪里呢?

    A4纸大部分都是碳原子构成,一个碳原子直径大约为0.18×10^-9米,因为原子之间有间隙,所以用正方形来计算也没啥问题,一张A4纸的大小为:0.21M×0.297M×0.1mm,那么一张A4纸总共有1.925×10^18个原子,将这些原子一个个接起来,那么长度为:

    L=0.18×10^-9×1.925×10^18=346500000米

    约为:34.65万千米,距离月球平均距离38.4万千还差4万千米左右,大约还差1/7张A4纸,所以一张A4纸理论上叠不到月球。