گستردهی حجم: از نقشه تا سازه
گستردهی حجم چیست؟
فرض کنید میخواهید یک هدیه برای دوست خود بستهبندی کنید. جعبهی مقوایی که استفاده میکنید، در ابتدا یک شکل تخت و صاف بوده است. به این شکل تخت، گسترده میگویند. گسترده، در واقع الگو یا نقشهی اولیه یک جسم سهبعدی است. وقتی این الگو را تا میزنید، وجههای مختلف آن به هم متصل شده و یک جسم بسته مانند مکعب، هرم یا منشور را تشکیل میدهند. برای مثال، گستردهی یک مکعب از شش مربع تشکیل شده که به صورت خاصی به هم متصل هستند. هر کدام از این مربعها، یک وجه مکعب را نشان میدهند.
انواع گستردههای حجمهای مختلف
هر جسم سهبعدی میتواند یک یا چند گستردهی متفاوت داشته باشد. در جدول زیر، گستردههای برخی از حجمهای آشنا را مشاهده میکنید:
| نام حجم | شکل گسترده | تعداد وجهها |
|---|---|---|
| مکعب مربع | شش مربع متصل | 6 وجه |
| هرم مربعالقاعده | یک مربع و چهار مثلث | 5 وجه |
| منشور مثلثی | دو مثلث و سه مستطیل | 5 وجه |
| استوانه | یک مستطیل و دو دایره | 3 وجه |
گستردهها در زندگی روزمره
گستردهها فقط یک مفهوم ریاضی نیستند؛ آنها در اطراف ما و در بسیاری از وسایل زندگی حضور دارند. وقتی یک بستهی شیر یا آبمیوه را باز میکنید، در واقع گستردهی یک منشور را مشاهده میکنید. جعبههای پیتزا، بستههای هدیه و حتی برخی از خانههای مقوایی که برای حیوانات درست میکنیم، همگی از یک گسترده ساخته شدهاند. در صنعت بستهبندی، از گستردهها برای طراحی جعبههایی استفاده میشود که هم محکم باشند و هم در مصرف مواد اولیه صرفهجویی کنند. حتی در هنر اوریگامی۲ نیز از اصول مشابهی برای خلق شکلهای پیچیده از یک کاغذ تخت استفاده میشود.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. یک شکل دوبعدی فقط در صورتی یک گسترده است که بتوان آن را تا زد و بدون اینکه وجهها روی هم بیفتند یا شکافی باقی بماند، یک جسم سهبعدی کاملاً بسته ساخت. برای مثال، یک دایره به تنهایی نمیتواند گستردهی یک کره باشد.
خیر. بسیاری از حجمها، به ویژه حجمهای ساده مانند مکعب، میتوانند چندین گستردهی متفاوت داشته باشند. این گستردهها از نظر شکل اتصال وجهها با هم فرق میکنند، اما همهی آنها پس از تا کردن به یک مکعب یکسان منجر میشوند.
یادگیری گستردهها به تقویت درک فضایی۳ کمک میکند. این مهارت به شما امکان میدهد بتوانید شکل سهبعدی یک جسم را در ذهن خود تجسم کنید. این توانایی در درسهایی مانند هندسه، در طراحی و حتی در بازی با لگوها بسیار مفید است.
پاورقی
۱گسترده (Net): شکل دو بعدی که با تا کردن آن میتوان یک حجم سه بعدی ساخت.
۲اوریگامی (Origami): هنر تا کردن کاغذ برای خلق شکلهای مختلف.
۳درک فضایی (Spatial Awareness): توانایی درک و تجسم موقعیت، شکل و رابطهی اجسام در فضا.