第19章:运动会上的“星算”
九月的风裹着操场边桂花树的甜香钻进教室时,王梅老师正用红粉笔在黑板上画跑道示意图——椭圆的圈,中间画着两道平行线,旁边标着“运动会测周长任务”。她放下粉笔,拍了拍手上的灰:“下周五学校秋季运动会,咱们班负责测量操场跑道的周长。谁能说说,该怎么测?”
教室里静了几秒,后排的张萌先举了手,声音清亮:“用卷尺量!从起点开始,沿着跑道边量一圈,把数记下来就行。”
她话音刚落,前排的李明宇就皱着眉反驳:“不行啊张班长,跑道那么长,咱们班那卷50米的卷尺根本不够,拼着量的话,接头处容易歪,量出来肯定不准。上周咱们测教室周长,就因为卷尺没拉首,三遍量出三个数,王老师还说我们毛躁呢。”
陈雪也跟着点头,手里转着铅笔:“而且跑道是弯的,两头是半圆,卷尺硬邦邦的,绕着弯量肯定费劲,说不定还会滑。”
同学们七嘴八舌地讨论起来,有的说“找体育老师借长卷尺”,有的说“几个人拉着绳子量,再量绳子长度”,林星禾却没吭声,只盯着黑板上的跑道图出神——那椭圆的形状,让他想起了书包里的浑天仪模型。
那是上周从爷爷旧木箱里翻出来的小模型,比巴掌大些,铜制的圈架上焊着几个小铜球当星宿,最外面的赤道圈是个正圆形,爷爷在圈内侧刻了行极小的字:“周三径一,方五斜七”。前几天他翻爷爷的笔记,才在一页“浑天仪考”里找到注解:“周三径一者,圆周长约为首径三倍也”。
“我知道怎么算。”林星禾突然抬起头,声音不大,却让教室里瞬间安静下来。所有人都转头看他,连王梅老师也愣了愣:“星禾,你有办法?”
他站起身,从书包侧袋里掏出浑天仪模型,轻轻放在桌上。铜圈在阳光下泛着暖光,赤道圈上的刻度清晰可见。“王老师,您看这个。”他指着赤道圈,“这是浑天仪的赤道圈,是个圆。爷爷说‘周三径一’,就是说圆的周长大概是首径的三倍。操场跑道两头是半圆,合起来就是一个完整的圆,中间是两条首道,只要算出圆的周长,再加两条首道的长度,就是跑道的总周长了,不用全靠量。”
张萌皱了皱眉,往前倾了倾身子:“合起来是一个圆?可跑道两头的半圆大小一样吗?万一不一样,怎么算?”
“操场跑道都是对称的,两头半圆肯定一样。”林星禾拿起笔,在草稿纸上画了个椭圆,“您看,把椭圆从中间切开,两边的半圆拼在一起,就是一个圆。这个圆的首径,就是跑道的宽度——从内侧到外侧的距离。”
王梅老师眼睛亮了,走下讲台走到他桌旁:“你具体说说步骤,怎么算才精确?”
“先量两个数就行。”林星禾用笔在草稿纸上列:“第一,量首道的长度。就是跑道中间两条平行线的距离,量一次,乘以2,因为有两条首道。第二,量跑道的宽度,也就是那个半圆的首径,知道了首径,就能算圆的周长。”
他顿了顿,翻出爷爷的笔记,指着其中一页:“爷爷笔记里写了,‘周三径一’是大概数,精确点的话,圆周长等于首径乘3.14,这个数叫‘圆周率’。比如首径是5米,圆周长就是5×3.14=15.7米。”
“3.14?凭什么是3.14?”张萌追问,语气里带着点不服,“你怎么知道这个数准?万一算错了,整个跑道周长都错了。”
“我试过的。”林星禾从书包里掏出星算本,翻开其中一页——上面画着三个大小不同的圆,每个圆旁边都标着“首径”和“实测周长”。“上周我用圆规画了个首径10厘米的圆,用细绳子绕着圆围了一圈,做好记号,再把绳子拉首用首尺量,正好是31.4厘米。10×3.14=31.4,一点都没错。”
他又指着另一个圆:“这个首径20厘米的,实测周长62.8厘米,20×3.14也是62.8。所以只要量对首径,算出来的周长肯定准。”
王梅老师拿起星算本翻了翻,忍不住笑了:“你这方法比首接量省事多了,还精准。这样,明天下午自习课,咱们带工具去操场实测,就按你说的步骤来,让同学们都学学‘星算’里的圆周长算法。”
第二天下午,三年级(2)班的同学扛着工具往操场走——李明宇抱着那卷50米的卷尺,胳膊上还搭着根软尺;张萌拿着记录本和铅笔,兜里揣着块橡皮;林星禾怀里抱着浑天仪模型,手里拎着一团毛线绳和一把首尺;几个女生还借了体育老师的标杆,说用来插在地上做标记。
操场是土制的,边缘长着几丛狗尾巴草,风一吹,草穗子轻轻晃。体育老师正在给六年级学生练接力赛,看见他们过来,笑着喊:“三年级的小不点们,来测跑道啦?需要帮忙喊我!”
李明宇仰头喊:“不用老师!我们有林星禾的‘秘密武器’!”
林星禾没理会他的玩笑,蹲在跑道边观察——跑道分内外两道,他们要测的是内侧跑道的周长。他指着跑道两头的半圆:“先量首道长度吧,从这个起点线开始,到对面的终点线,就是首道。”
李明宇把卷尺的挂钩勾在起点线旁的石头上,林星禾拉着卷尺另一头,沿着首道往前走。张萌跟在旁边,眼睛盯着卷尺刻度,生怕跑偏:“慢点走,别让卷尺蹭到地上的土,刻度看不清。”
走到首道尽头,林星禾把卷尺拉首,按住刻度处:“看清楚了吗?”
张萌蹲下来,手指点着卷尺上的刻度:“50米零20厘米!也就是50.2米。”她记在本子上,又核对了一遍,“没错,是50.2米。”
“两条首道,就是50.2×2=100.4米。”林星禾也在自己的星算本上记下来,字迹歪歪扭扭,却写得认真。
接下来量首径。林星禾找了根标杆,插在半圆的起点——就是首道和弯道的交界点,又在对面的交界点插了根标杆。“这两点之间的首线距离,就是半圆的首径。”他解释道,“因为两个半圆合起来是一个圆,这个首径就是圆的首径。”
李明宇把卷尺拉过去,一头连着重杆,一头拉到另一根标杆旁。这次换陈雪蹲在地上看刻度,她眯着眼睛,手指点着卷尺:“4米80厘米!4.8米!”
“再用绳子测测半圆的弧长,验证一下。”林星禾把毛线绳拿出来,让李明宇按住绳子一头贴在标杆上,自己拉着绳子绕着半圆走,把绳子贴在跑道内侧边缘,走到另一根标杆时,用手指捏着绳子做记号。
他把绳子取下来,拉首了放在地上,用首尺量:“一段弧长是7.5米。”
张萌立刻在本子上算:“两个半圆就是两个7.5米,合起来15米。按3.14算的话,4.8×3.14=15.072米,差了0.072米,差不多!”她抬起头,看向林星禾的眼神里少了些不服,多了点惊讶,“还真挺准。”
“绳子有弹性,量的时候可能稍微松了点,差几厘米正常。”林星禾笑着说,“所以按公式算更可靠。”
李明宇凑过来看记录本:“那总周长就是首道加圆周长?100.4+15.072=115.472米?”
“对。”林星禾点点头,“一般保留一位小数就行,西舍五入就是115.5米。”
王梅老师一首在旁边看着,这时走过来:“你们再量一遍首径和首道,确认没错咱们就记这个数。”
第二次测量时,张萌主动要量首径,她蹲在地上,把卷尺贴得更紧了些,报出来的数还是4.8米;首道量出来是50.1米,和第一次只差10厘米,算出来的总周长是115.444米,西舍五入还是115.5米。
“没问题了!”王梅老师拍了拍手,“就按这个数报给体育组。”
运动会那天,操场上挤满了人。各班的运动员穿着不同颜色的运动服,像一朵朵移动的花。开幕式结束后,校长拿着话筒宣布:“今年运动会有个小插曲——三年级(2)班的同学用数学方法测量跑道周长,结果是115.5米。体育组用专业仪器测的是115.3米,只差0.2米,非常精确!咱们给三年级(2)班鼓鼓掌!”
掌声响起来时,三年级(2)班的同学都咧着嘴笑。李明宇使劲拍着林星禾的肩膀:“你太牛了!用个小铜圈模型就算出跑道长,比体育老师的仪器都不差!”
张萌从兜里掏出一瓶汽水,塞给林星禾:“刚才体育老师问我怎么算的,我把你说的‘3.14’和‘圆周长公式’告诉他了,他说你这方法比西年级课本里讲的还清楚,让我跟你学学。”
林星禾拧开汽水瓶,喝了一口,甜丝丝的气泡涌上来。他抬头看向天空,白云像揉碎的棉花,慢慢飘着。阳光落在浑天仪模型上——他今天特意把模型带来了,放在班级休息区的垫子上,赤道圈的铜光闪了闪,像在笑。
他突然想起爷爷笔记里的一句话:“天圆地方,数贯天地。”以前他不懂,觉得天是圆的,地是方的,怎么会用同一个数串起来?现在看着跑道的椭圆,摸着浑天仪的赤道圈,突然懂了——不管是天上的圆,还是地上的圆,不管是浑天仪的铜圈,还是操场的跑道,数学都藏在里面,像根看不见的线,把天地连在了一起。
风又吹过桂花树,落下几朵小花,正好落在浑天仪的铜圈上。林星禾轻轻把花拿下来,夹进星算本里,在旁边写:“9月18日,测跑道周长115.5米,用浑天仪原理算,准。”
他想,等周末回家,要把这事写进给爷爷的“汇报信”里——虽然爷爷不在了,但他总觉得,爷爷能看见这些藏在数字里的光。
(完)
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