چرا ته قوطی های نوشابه مقعر است؟

[گالیله]

"دیوارهای خمیده محکم تر هستند"
این جمله علاوه بر قوطی ها برای تمامی ساختارهای مختلف صدق می کند ، در واقع این یک اصل اساسی مهندسی است.
به کاپوت ماشین خود توجه کنید که تماما منحنی است. شیشه جلوی ماشین مثال بهتری است،شیشه های کناری اتومبیل چون نیازی به استحکام بالا ندارند و همچنین باید جمع شوند،تقریبا صاف هستند.
مخازن پروپان ،کپسول های اکسیژن واسپری ها از دیگر مثال ها هستند.
دلیل این استحکام چیست؟
بخاطر این است که استحکام مقاطع ارضی از ممان اینرسی هر بخش سرچشمه می گیرد.اگر مفهوم آن را نمی فهمید به این مثال توجه کنید:
یک ورق کاغذ صاف را در دستتان بگیرید،می بینید که بسیار سست است و ساختارش هیچ استحکام قابل توجهی ندارد.دلیلش این است که کاغذ در این حالت تقریبا بدون گشتاور لختی (ممان اینرسی) در اطراف محور خم شده اش است.
حال کاغذ را بپیچانید تا به شکل یک لوله در بیاید، به یکباره میبینید که همان ورق سفتی و استحکام قابل توجهی می یابد. با رول کردن آن ،شما گشتاور لختی آن را در اطراف محور خم شده اش افزایش داده اید(بوسیله ی دور کردن جرم از محور و خارج از گوشه های آن) به همین دلیل است که تیرهای I شکل بدین صورت ساخته می شوند. به اطراف خود نگاه کنید حتما این اصل را خواهید دید.
چون این قوطی ها اکثرا برای نوشابه های گازدار ساخته می شوند،طوری طراحی شده اند که بتوانند شکل خود را در زمانی که تحت فشار قرار می گیرند حفظ کنند. نوشابه های بدون گاز نیز با نیتروژن تحت با نیتروژن تحت فشار پر می شوند تا استحکام خود را هنگام حمل ونقل ونگه داری حفظ کنند و آسیبی نبینند.
قوطی ها باید قابل چیدن باشند ،باید امکان قرار دادن هرکدام روی دیگری وجود داشته باشد طوری که مقاوم باشند.اگر ته این قوطی ها صاف ساخته می شد، امکان داشت که متورم شوند و این خود مانع از چیدن آنان روی هم می شد.در سال 1960 ته نوشابه ها صاف بود اما ضخامت آنان بیشتر بود تا تحمل بیشتری داشته باشند.
اما قضیه چیز دیگری است،اگرچه مقعر بودن ته قوطی ها به استحکام آنان کمک می کند ولی دلیل اصلی آن استحکام نیست بلکه مربوط به نظام سرمایه داری می شود.
اینگونه طراحی به صاحبان کارخانه ها این اجازه را می دهد که از ارزان ترین وسبک ترین مواد برای ساخت قوطی ها استفاده کنند و پول زیادی به جیب بزنند.
وزن قوطی های امروزه کمتر از 15 گرم است در حالی که در سال 1960 حدود 20 گرم بودند و با توجه به اینکه هر روزه صدها هزار نوشابه در کارخانه ها تولید می شود این کار یعنی کاهش هزینه و سود بالا.