Đặt một tờ giấy bắc qua hai chồng sách rồi để một đồng xu vào giữa. Thường thì tờ giấy võng xuống và rơi ngay. Giờ gấp chính tờ giấy đó thành hình chiếc quạt rồi thử lại: nhiều khi nó chở được mười, hai mươi đồng, thậm chí hơn. Cùng tờ giấy, cùng đồng xu, mà kết quả khác hẳn.
Chính sự bất ngờ đó làm thử thách cầu giấy thành một thí nghiệm tại nhà rất hay cho trẻ khoảng 5 đến 12 tuổi. Gần như không cần chuẩn bị gì, chơi chừng nửa tiếng, và dẫn tới một ý lớn mà kỹ sư dùng hằng ngày: hình dạng của vật liệu cũng quan trọng như chính vật liệu.
Cần chuẩn bị gì
- Giấy: vài tờ giấy in thông thường cùng một loại. Lần nào cũng dùng cùng loại giấy thì lần thử mới công bằng.
- Hai chồng sách cao bằng nhau, đặt cách nhau chừng một cây thước kẻ.
- Đồng xu cùng một loại, hoặc vật nhỏ giống hệt nhau như vòng đệm kim loại. Để đồng xu xa tầm tay trẻ còn hay cho đồ vào miệng.
- Có thể thêm: băng dính, thước kẻ và một tờ giấy để ghi kết quả.
Con tự làm được mọi bước. Việc của bố mẹ là đặt câu hỏi và giúp mỗi lần thử giống nhau.
Đoán trước: tờ giấy phẳng
Bắt đầu với cây cầu đơn giản nhất: một tờ giấy phẳng bắc qua khoảng trống. Trước khi đặt gì lên, hỏi con: "Con nghĩ cầu chở được mấy đồng xu?"
Rồi đặt từng đồng xu vào giữa tờ giấy, đếm thành tiếng, tới khi cầu võng đến mức xu trượt xuống hay giấy rơi. Ghi lại số xu cuối cùng cầu còn chở được. Với phần lớn tờ giấy phẳng, con số đó rất nhỏ, thường là không hoặc một, và nhiều trẻ rất ngạc nhiên.
Mời con kể lại chuyện vừa xảy ra: "Cầu cong ở chỗ nào trước?" "Cong ở giữa hay ở hai đầu?"
Thử nhiều hình dạng
Giờ mỗi lần thử đưa con một tờ giấy mới, thách con chỉ đổi hình dạng. Vài kiểu để thử:
| Hình dạng cầu | Con đoán | Số xu chở được |
|---|---|---|
| Tờ giấy phẳng | ||
| Gấp hai mép lên như cái máng | ||
| Gấp nếp như chiếc quạt, nếp chạy từ chồng sách này sang chồng kia | ||
| Cuộn thành vài ống đặt cạnh nhau | ||
| Quạt gấp, bên trên lót một tờ phẳng làm mặt đường |
Trẻ nhỏ chọn một kiểu rồi đoán "nhiều hơn" hay "ít hơn" tờ phẳng. Trẻ lớn đoán một con số, rồi so lời đoán với kết quả.
Chiếc quạt thường cần nghĩ một chút: các nếp gấp phải chạy ngang qua khoảng trống, từ chồng sách này sang chồng sách kia, chứ không chạy song song với mép sách. Nếu con gấp theo chiều kia, cứ để con thử. Tự phát hiện ra cùng những nếp gấp ấy mà theo chiều này thì chắc, chiều kia thì không, cũng là một phần của bài học.
Vì sao nếp gấp làm giấy chắc hơn
Tờ giấy phẳng rất mỏng nên dễ cong khi có gì đè lên. Khi gấp lại, một phần tờ giấy đứng dựng trên cạnh của nó, và giấy rất khó bị uốn cong theo chiều ấy. Thử cùng con: cầm tờ giấy nằm phẳng rồi ấn nhẹ xuống, sau đó dựng tờ giấy đứng trên cạnh rồi ấn xuống cạnh đó. Cảm thấy rõ ngay sự khác nhau.
Cây cầu gấp quạt có rất nhiều "bức tường" nhỏ đứng trên cạnh, mỗi bức góp một phần chịu sức nặng. Ý tưởng này có ở khắp quanh nhà:
- Bìa các-tông: xé mép một chiếc hộp các-tông và nhìn vào trong. Giữa hai lớp phẳng có một lớp lượn sóng, giống hệt chiếc quạt.
- Mái tôn và một số tấm hàng rào được dập thành sóng cũng vì lý do đó.
- Cầu, giá kệ, bậc thang thường dùng hình gấp khúc hay có gân chứ không làm tấm phẳng.
Không cần dùng những từ như "lực" hay "độ cứng". Với phần lớn trẻ, nói "gấp lại làm giấy đứng lên, mà giấy đứng thì khó bị cong hơn" là đủ.
Thử cho công bằng, rồi làm khó thêm
Khi con đã có thiết kế ưng ý, nói chuyện về điều làm lần thử công bằng:
- Cùng loại giấy, cùng khoảng cách giữa hai chồng sách, đồng xu luôn đặt vào cùng một chỗ.
- Mỗi lần chỉ đổi một thứ: hình dạng, số nếp gấp, hay độ rộng khoảng trống.
- Lần nào cũng đếm cùng một cách, ví dụ "số xu cuối cùng trước khi cầu rơi".
Rồi tăng độ khó. Kéo hai chồng sách xa nhau hơn. Chỉ dùng nửa tờ giấy. Chỉ cho dùng hai mẩu băng dính. Trẻ lớn có thể vẽ biểu đồ cột đơn giản cho kết quả, mỗi thiết kế một cột, nhìn là thấy ngay cầu nào thắng.
Trong Dologi, câu đố "Xây theo bản vẽ" nhờ con tìm chồng khối lập phương khớp với bản vẽ nhìn từ trên xuống, một cách khác để nghĩ xem các phần ghép với nhau thành một khối vững chắc thế nào.
Tóm lại
- Tờ giấy phẳng bắc qua hai chồng sách chở được rất ít đồng xu; cũng tờ giấy ấy gấp đúng cách có thể chở rất nhiều.
- Đoán trước, đặt từng đồng xu một, ghi lại số xu cuối cùng mỗi cầu chở được.
- Nếp gấp làm giấy đứng trên cạnh, mà giấy đứng thì khó cong hơn nhiều: cùng ý tưởng với bìa các-tông lượn sóng.
- Giữ lần thử công bằng bằng cách mỗi lần đổi một thứ, rồi làm thử thách khó thêm.
Đọc thêm: Thuyền giấy chở được bao nhiêu đồng xu?