Conţinut
- O strategie câștigătoare
- Grinzi de hârtie de construcție
- Construiți baza
- Ridicați Turnul
- O provocare suplimentară
Provocarea turnului de hârtie este un exercițiu important pentru studenți care încep studiul ingineriei structurale, deoarece învață despre distribuția încărcăturii, cinematică, legile mișcării Newtons și alte principii importante. Într-o versiune simplă a provocării, elevii construiesc un turn stabil dintr-o singură bucată de hârtie de 8 1/2-by-11-inch. Majoritatea strategiilor necesită tăierea hârtiei în benzi și formarea lor în grinzi. Atunci când mai multe echipe concurează între ele, echipa câștigătoare este cea care construiește cel mai înalt turn care poate rezista la o cantitate de forță predeterminată, cum ar fi briza de la un ventilator, fără a cădea.
O strategie câștigătoare
Partea cea mai importantă a turnului este baza și, deși există mai multe abordări pentru construirea acestuia, cea mai stabilă structură este un trepied echilateral. Deoarece distribuie încărcarea simetric, trepiedul rezistă să înclineze mai bine decât o bucată de hârtie plană. Trepiedul adaugă și înălțime turnului.
După ce ați construit baza, folosiți restul de hârtie pe care îl aveți pentru turnul în sine. Dacă mergi la înălțimea maximă, vei dori să creezi cea mai mică bază posibilă, dar nu sacrifici stabilitatea pentru economie sau turnul poate să nu poată rezista nici măcar la o briză blândă.
Grinzi de hârtie de construcție
Fiecare soluție la această provocare implică tăierea hârtiei în fâșii subțiri și formarea lor în grinzi. Doriți să maximizați numărul de grinzi pe care le obțineți din hârtie. Pentru a face acest lucru, ar trebui să tăiați benzi subțiri, dar dacă tăiați benzi prea subțiri, acestea sunt greu de format. Un bun compromis între economie și stabilitate este tăierea întregii foi de hârtie în benzi de 1 inch de-a lungul lățimii sale.
Puteți forma benzile în grinzi în două moduri. Unul este să-i înfășurați în jurul unui creion pentru a face cilindri, iar celălalt este să-i pliați în tuburi cu secțiuni transversale triunghiulare. O bucată de bandă de la capetele fiecărui capăt ar trebui să fie suficientă pentru a o ține împreună, dar poate doriți să adăugați o a treia bucată de bandă la mijloc. Lăsați cel puțin un centimetru la ambele capete ale fiecărei grinzi neatinse. Acest lucru vă va permite să încadrați grinzile între ele.
Construiți baza
Aveți nevoie de minimum trei grinzi pentru a construi un trepied pentru bază. Acestea ar trebui să se extindă dintr-un vârf central, iar distanța dintre fiecare dintre picioare trebuie să fie egală cu lungimea unei grinzi. Pentru a vă alătura cu grinzile la vârf, înfășurați o singură bucată de bandă în jurul capetelor grinzilor pentru a forma un cilindru care se poate încadra în una dintre grinzi. Dacă vi se pare prea dificil de făcut, strângeți capetele împreună și dați-le o răsucire înainte de a le atinge.
Dacă construiți turnul pe o suprafață alunecoasă, este posibil să aveți probleme în stabilizarea bazei. O soluție este să conectați picioarele cu încă trei grinzi pentru a crea un triunghi. Acest lucru vă oferă mai puține grinzi pentru a construi turnul, astfel încât acesta nu va fi la fel de mare, dar va fi mai rezistent la cădere.
Ridicați Turnul
Formați turnul prin montarea grinzilor rămase pentru a forma un tub lung. Introduceți capătul unei grinzi în capătul altuia și împingeți-le împreună până când banda va împiedică să le împingeți mai departe. Acest lucru vă oferă un singur tub care este undeva între 40 și 60 de centimetri lungime, în funcție de câte grinzi ați folosit pentru bază. Ridicați turnul împingând un capăt al tubului lung pe vârful format de cele trei grinzi de bază.
Deoarece ai tăiat hârtia de-a lungul lățimii sale, ai grinzi mai scurte decât ai face dacă tăiați hârtia în lungime, ceea ce înseamnă că turnul are mai multe îmbinări. Acesta este un lucru bun, deoarece articulațiile sunt mai puternice decât distanțele de grinzi. Cu toate acestea, dacă sunteți cineva care îi place să experimenteze, încercați să construiți un turn cu procedura identică, dar de data aceasta tăiați grinzile pe lungimea hârtiei și comparați stabilitatea celor două turnuri terminate.
O provocare suplimentară
Unele competiții nu permit utilizarea benzii. Puteți folosi în continuare această strategie pentru a construi turnul, dar va trebui să găsiți o modalitate de a face ca grinzile să rămână împreună, făcând mici tăieturi în capetele hârtiei și împărțindu-le împreună. Asigurați-vă că mâinile dvs. sunt curate atunci când faceți acest lucru și folosiți foarfece ascuțite.