Περιεχόμενο
- Μια κερδοφόρα στρατηγική
- Δομικά δοκάρια χαρτιού
- Κατασκευάστε τη Βάση
- Κατασκευάστε τον πύργο
- Μια επιπλέον πρόκληση
Η πρόκληση του πύργου χαρτιού είναι μια σημαντική άσκηση για τους μαθητές που αρχίζουν τη μελέτη της δομικής μηχανικής διότι διδάσκει για τη διανομή του φορτίου, τη κινηματική, τους Newton νόμους της κίνησης και άλλες σημαντικές αρχές. Σε μια απλή έκδοση της πρόκλησης, οι μαθητές χτίζουν έναν σταθερό πύργο από ένα κομμάτι χαρτιού 8 1/2 -by-11-ιντσών. Οι περισσότερες στρατηγικές απαιτούν την κοπή του χαρτιού σε λωρίδες και τη διαμόρφωση σε δοκούς. Όταν περισσότερες από μία ομάδες ανταγωνίζονται μεταξύ τους, η νικήτρια ομάδα είναι αυτή που κατασκευάζει τον υψηλότερο πύργο που μπορεί να αντέξει μια προκαθορισμένη δύναμη, όπως το αεράκι από έναν ανεμιστήρα, χωρίς να πέσει πάνω.
Μια κερδοφόρα στρατηγική
Το πιο σημαντικό μέρος του πύργου είναι η βάση, και παρόλο που υπάρχουν πολλές προσεγγίσεις για την κατασκευή του, η πιο σταθερή δομή είναι ένα ισόπλευρο τρίποδο. Επειδή κατανέμει συμμετρικά το φορτίο, το τρίποδο αντιστέκεται καλύτερα από ένα επίπεδο κομμάτι χαρτιού. Το τρίποδο προσθέτει επίσης ύψος στον πύργο.
Μετά την κατασκευή της βάσης, χρησιμοποιήστε το υπόλοιπο χαρτί που έχετε για τον ίδιο τον πύργο. Εάν πρόκειται για μέγιστο ύψος, θα θελήσετε να δημιουργήσετε τη μικρότερη δυνατή βάση, αλλά μην θυσιάζετε σταθερότητα για οικονομία ή ο πύργος μπορεί να μην είναι σε θέση να αντέξει ακόμη και ένα απαλό αεράκι.
Δομικά δοκάρια χαρτιού
Κάθε λύση σε αυτή την πρόκληση περιλαμβάνει την κοπή του χαρτιού σε λεπτές λωρίδες και τη διαμόρφωση σε δοκούς. Θέλετε να μεγιστοποιήσετε τον αριθμό των δοκών που έχετε από το χαρτί. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να κόψετε λεπτές λωρίδες, αλλά εάν κόψετε τις ταινίες πολύ λεπτές, είναι δύσκολο να σχηματιστούν. Ένας καλός συμβιβασμός μεταξύ οικονομίας και σταθερότητας είναι να κόψει ολόκληρο το φύλλο χαρτιού σε λωρίδες 1 ιντσών κατά πλάτος.
Μπορείτε να διαμορφώσετε τις ταινίες σε δοκούς με δύο τρόπους. Το ένα είναι να τα τυλίξετε γύρω από ένα μολύβι για να φτιάξετε κυλίνδρους και το άλλο να τα διπλώσετε σε σωλήνες με τριγωνικές διατομές. Ένα κομμάτι ταινίας σε κάθε άκρο κάθε δοκού θα πρέπει να είναι αρκετό για να το κρατήσει μαζί, αλλά μπορεί να θέλετε να προσθέσετε ένα τρίτο κομμάτι ταινίας στη μέση. Αφήστε τουλάχιστον μια ίντσα και στα δύο άκρα της κάθε δοκού χωρίς να αφαιρεθεί. Αυτό θα σας επιτρέψει να τοποθετήσετε τις δοκούς μαζί κατά μήκος.
Κατασκευάστε τη Βάση
Χρειάζεστε τουλάχιστον τρεις δοκοί για να φτιάξετε ένα τρίποδο για τη βάση. Θα πρέπει να εκτοξεύονται από μια κεντρική κορυφή και η απόσταση μεταξύ των δύο ποδιών πρέπει να είναι ίση με το μήκος μιας δοκού. Για να ενώσετε τις δοκούς στην κορυφή, τυλίξτε ένα μόνο κομμάτι ταινίας γύρω από τα άκρα των δοκών για να σχηματίσουν έναν κύλινδρο που μπορεί να χωρέσει μέσα σε μία από τις δοκούς. Εάν θεωρείτε ότι αυτό είναι πολύ δύσκολο να κάνετε, πιέστε τα άκρα μαζί και δώστε τους ένα στρίψιμο πριν taping.
Εάν κατασκευάζετε τον πύργο σε ολισθηρή επιφάνεια, μπορεί να έχετε πρόβλημα στη σταθεροποίηση της βάσης. Μια λύση είναι να συνδέσετε τα πόδια με άλλες τρεις δοκοί για να δημιουργήσετε ένα τρίγωνο. Αυτό σας δίνει λιγότερες δοκοί για να κατασκευάσετε τον πύργο, έτσι δεν θα είναι τόσο υψηλό, αλλά θα είναι πιο ανθεκτικό στην πτώση.
Κατασκευάστε τον πύργο
Σχηματίζετε τον πύργο προσαρμόζοντας τις υπόλοιπες δοκοί μαζί για να σχηματίσετε ένα μακρύ σωλήνα. Τοποθετήστε το άκρο μιας δοκού στο άλλο και σπρώξτε τα μέχρι να αποφευχθεί η βίαιη ώθηση από την ταινία. Αυτό σας δίνει έναν απλό σωλήνα μήκους μεταξύ 40 και 60 ιντσών, ανάλογα με τον αριθμό των δοκών που χρησιμοποιήσατε για τη βάση. Αναρτήστε τον πύργο πιέζοντας το ένα άκρο του μακριού σωλήνα πάνω στην κορυφή που σχηματίζεται από τις τρεις βασικές δοκούς.
Επειδή έχετε κόψει το χαρτί κατά μήκος του πλάτους του, έχετε βραχύτερες δοκοί από ό, τι θα κάνατε αν κόψετε το χαρτί κατά μήκος, πράγμα που σημαίνει ότι ο πύργος έχει περισσότερους αρμούς. Αυτό είναι καλό, επειδή οι αρθρώσεις είναι ισχυρότερες από τις διαστάσεις των δοκών. Ωστόσο, εάν είστε κάποιος που σας αρέσει να πειραματίζεται, δοκιμάστε να κατασκευάσετε έναν πύργο με την ίδια διαδικασία, αλλά αυτή τη φορά κόψτε τις δοκοί κατά μήκος του χαρτιού και συγκρίνετε τη σταθερότητα των δύο τελειωμένων πύργων.
Μια επιπλέον πρόκληση
Ορισμένοι διαγωνισμοί δεν επιτρέπουν τη χρήση ταινίας. Μπορείτε ακόμα να χρησιμοποιήσετε αυτή τη στρατηγική για την κατασκευή του πύργου, αλλά θα πρέπει να βρείτε έναν τρόπο να κάνετε τις δοκούς να παραμείνουν μαζί κάνοντας μικρές περικοπές στα άκρα του χαρτιού και αναδιπλώνοντάς τα μαζί. Βεβαιωθείτε ότι τα χέρια σας είναι καθαρά όταν κάνετε αυτό και χρησιμοποιείτε αιχμηρά ψαλίδια.