小问题的趣味：魏得罗和水桶的区别

泡人

           小问题的趣味：魏得罗和水桶的区别
    俄语管水桶叫“ведро”。老毛子的水桶通常是倒圆台形的，哈尔滨人管这种形状的铁皮水桶叫“魏得罗”，以区别中国式的圆柱形铁皮水桶。
    从制造成本以及使用轻便上考虑，容器都应该追求最小的表面积。有微积分知识的人都知道，对于相同容积来说，球型的表面积最小。但是，球型容器使用起来不方便。有一个故事说，狠心婆婆让媳妇到老远的河里挑水，为了防止她中途撂下挑子休息，故意把水桶做成尖底，可见外形对于使用来说何等重要。球型容器显然不稳，而且制造困难，所以没人把水桶作成球型。但工业上用的大型高压容器偏偏要作成球形，那是因为球罐不但最省料，而且受力状态最合理，这有材料力学为证。虽然球罐制造起来比较麻烦，综合权衡，还是球罐比较理想。
    为了制造经济、使用方便，日常使用的容器常常作成圆柱形，而且作成直径跟高度相等。不知你注意过没有，不管多大的搪瓷缸，其直径跟高度一定相等。这就是因为用最少的材料可以得到最大的容积效益。例外的是，暖水瓶又不作成直径跟高相等了。煤气罐短粗，氧气瓶却细长。这也跟受力有关，道理这里不能细说。
    水桶通常是圆柱形，显然也是因为省料。但是，从前有一种镀锡铁皮做的煤油桶却做成方形，有些油漆桶也作成方形。我猜测，那是为了使用方便。相对来说，煤油桶的用量比较大，节约储藏和运输空间更重要，方形有利于节约储藏和运输空间。至于大油桶又变成圆柱形，也有受力方面的考虑，这里也不遑细说。
    现在说本篇的主题：我们的铁皮水桶通常是圆柱形，而老毛子的水桶为什么是倒圆台形的呢？这不是违背省料的原则吗？你可能想不明白，于是“百度”一下，有人这样说：“为了减小水对水桶底部的压力。”可我告诉你，不管他后边如何解释，他都是错的，我们就不作详细的力学分析了。
    其实水桶作成倒圆台形的原因很简单，那是因为制造工艺。从前水桶都是木桶，木桶要有桶箍，不管铁箍还是藤箍，要事先做成一个牢固的圈圈，箍桶时从桶的小端套入，然后向大端移动，这样就箍紧了。如果水桶做成圆柱形，就无法箍紧。有相当力学知识的人还知道，锥度不能做得太大，也不能做得太小。太大，由于摩擦力不能“自锁”，桶箍有自行松脱的趋势。太小，箍桶时纵向移动太大，桶和桶箍的直径精度就必须很高，这会增加制造难度。
    人们对这种锥形水桶的外形司空见惯，就以为天经地义，因此也就成了“美”。正如长了两只耳朵就是美，假如别人囫囵一个头，偏偏你长出两个肉片，就不美。为了迁就美感，尽管后来水桶多用铁皮做了，人们还是习惯这种倒圆台形。但是我们应该注意到，后来的水桶的外形还是逐渐倾向圆柱形。因为圆柱形的水桶用料实在是太省了，使用也没什么不方便。有初等几何知识或钣金下料技术的人一定能明白，这里也不细说。
    再深一步，观察仔细的人一定发现，尽管防火水桶也是铁皮做的，却也偏偏作成倒圆台形，而且底面比较小。我一时想不明白为什么。问家里老太婆，她说，不就是不让你放下吗？哈哈，恶婆婆的手段用在这里了！
   
    2011年11月16日未完稿，2013年12月3日补完。

侯诗杰

对现实生活中的原理作解说，手法多样，妙趣横生。

雨霁阳光

在分析下显悉心，于日常中见学问。O(∩_∩)O~
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再次欣赏到你富于哲理性的文章，期待更多作品。遥握！