ما تصميمات الجسور هي الأقوى لمشاريع العلوم؟

كانت الجسور ، وخاصة الأنواع التي صممها وبناها البشر ، مصدرًا لعجب وسحر لا نهاية له منذ أن وجد الناس طرقًا لبنائها لأول مرة. ربما لعبت أنت وأصدقاؤك من خلال الجداول الصغيرة عندما كنت صغارًا وحاولت غريزيًا بناء جسور مؤقتة صغيرة من العصي والسجلات المتاحة. إذا كان الأمر كذلك ، فربما يمكنك تخيل الطريقة الأساسية التي تعامل بها أسلافك القدامى مع نفس المهمة ولكن بدافع الحاجة بدلاً من الاستجمام وعلى نطاق أوسع.

في العالم الحديث ، بالطبع ، الجسور الهائلة التي تحمل أكثر من اثني عشر ممرًا وحركة المرور تتميز بطوابق متعددة للطرق هي القاعدة في المدن الكبرى التي تشمل أنهارًا كبيرة أو تتصل عبر شرائط صغيرة من مياه المحيطات أو البحيرة لتتصل بكتلة أرضية أخرى. تأتي هذه العملاقة الأنيقة في مجموعة متنوعة من الأنواع ، مع تصميم كل منها يتم اختياره ليناسب تخطيط الأرض المحدد واحتياجات النقل للمستوطنة المعنية.

تعد الجسور نوعًا من المشاريع التي تم اختبارها على مدار الوقت وتم تكريمها بمرور الوقت من معرض العلوم المدرسية أو مشروع فئة العلوم. إذا كنت ترغب في إثارة إعجاب الموجهين والأقران ، فعليك اختيار تصميم قوي بشكل خاص. بعض أنواع الجسور وفئاتها الفرعية تصلح لهذه المهمة بسهولة أكبر من غيرها.

هناك خمسة أنواع رئيسية من الجسور ، والتي تختلف بشكل أساسي في شكلها الأساسي وبالتالي من حيث كيفية القيام بذلك الضغط الذي يتعرضون له - من كل من وزنهم الكبير ووزن حركة المرور الخاصة بهم - هو وزعت. هناك احتمالات جيدة إذا كنت تعيش في مدينة كبيرة استخدمت بعض أنواع الجسور هذه أو ربما جميعها ، ربما دون أن تكون قادرًا على تسمية أكثر من واحد منهم.

جسر شعاع: هذا هو أبسط نوع من الجسور ، ولا يتطلب سوى جسر مستقيم امتداد، والذي يتحمل كل التوتر (إجهاد "السحب") من حمل الجسر ، و أرصفةالتي تتحمل قوى الضغط. هذه رخيصة وأسهل في البناء من الجسور الأخرى ، لكنها غير مناسبة للممرات المائية الكبيرة لأن مسافاتها الفردية بين الأرصفة لا يمكن أن تكون طويلة جدًا. أيضًا ، على الرغم من أنها غير مكلفة ، إلا أنها تعتبر غير ساحرة من الناحية الجمالية في معظم الأماكن.

جسر قوس: يعود هذا النوع من الجسور إلى العصور الرومانية القديمة. إنها مفضلة لجمالها ، ولكن في كثير من الحالات ، لا تسمح الأرض المراد سدها بقاعدة اتصال واسعة لهذا النوع من الجسور. هذه يمكن أن تصل إلى أحجام مثيرة للإعجاب. جسر مقوس فوق نهر جديد في ولاية فرجينيا الغربية التي تم بناؤها في عام 1978 ، يمتد امتداد قوي واحد يتجاوز 3000 قدم.

جسر تروس: يوجد في الواقع ما لا يقل عن أربعة تصاميم مختلفة لجسور الجمالون الفردية ، ويعتمد الرقم على المصدر الذي تمت استشارته. هذه ، مثل جسور العارضة ، غير مكلفة وأسهل في البناء من معظم أنواع الجسور ، لكنها كذلك غير جذابة للنظر وغير مناسبة بشكل جيد للممرات المائية لنفس السبب في أن جسور الحزمة هي - مسافة قصيرة بين أرصفة.

جسر معلق: إذا تمكنت من تسمية نوع واحد من الجسور قبل الخوض في هذه المقالة ، فمن المرجح أن يكون الجسر المعلق ، الذي يحظى بالتبجيل من قبل العالم لعظمته ومن قبل المهندسين بسببه الرياضي والفيزيائي ذكاء. ال جسر بروكلين والجسور المعلقة الأخرى لها كبلات تمتد على طول السطح ومثبتة على الأرض عند كل طرف لتعويض التوتر ؛ اثنان (عادة) أرصفة عملاقة تسمى الأبراج تمتص الضغط ، ويتم تعليق السطح بواسطة مجموعة من الكابلات الرأسية من المجموعة الأخرى.

جسر معلق بأسلاك فولاذية: ال جسر الزاكيم في بوسطن مثال جذاب لهذا النوع من الجسور. مثل الجسر المعلق ، فإنه يستخدم الكابلات ويمكن أن تكون المسافات الفردية طويلة للغاية ، والتي تزيد عن ميل واحد (1.6 كم). ومع ذلك ، فإن الكابلات تمتد من قمم الأبراج إلى سطح الطريق بدلاً من كل طرف من طرفي الجسر.

يمكنك استخدام مواد مختلفة لأنماط مختلفة من الجسور المصغرة. فيما يلي اقتراحات لاستخدام أوراق اللعب العادية ، لكن لا تتردد في الارتجال طالما أن الجسر الخاص بك يفي بالتعريف الخاص بنوعه.

بالنسبة لجميع أنواع الجسور ، يمكنك استخدام ورق التواليت أو لفافات المناديل الورقية أو أي شيء آخر غير مكلف ويسهل الحصول عليه. ستحتاج أيضًا إلى إمدادات جيدة من الشريط اللاصق ، والمقص ، والدباسة ، والخيط ، والمسطرة ، وربما لكمة الثقب.

نموذج جسر الشعاع: قم بطي البطاقات الخاصة بك على طول الزوايا القائمة لإنشاء الأرصفة ولصق أطراف البطاقات الأخرى معًا بعناية لإنشاء الحزمة (سطح السفينة). لاحظ كيف يؤثر وضع الوصلات في نقاط مختلفة فيما يتعلق بالأرصفة أدناه على ما يحدث عندما "تختبر" قوة الجسر عن طريق الضغط عليها بحذر بإصبعك. أين يجب أن تكون التقاطعات ، وماذا يحدث عند استخدام القليل منها؟

نموذج جسر القوس: يتطلب هذا بعض الصبر والكثير من الشريط اللاصق ، ولكن يمكنك الرجوع إلى صورة جسر مقوس موجود للحصول على إرشادات. يمكنك صنع "قوالب" فردية عن طريق طي البطاقات الفردية في صناديق صغيرة ولصقها بالشريط اللاصق لإغلاقها. تأكد من تضمين دعامات لمواجهة القوى الكبيرة الموجهة أفقيًا عند الأطراف السفلية للجسر.

نموذج جسر تروس: أدناه ، سوف تتعرف على الأنواع المختلفة لجسور الجمالون ، ولكن الجانب المهم هو استقرار المثلث كتركيب هندسي. لاحظ أنه إذا قمت ببناء "صندوق تروس" مع "امتدادات" مربعة بدلاً من مثلثات متشابكة ، فإن الهيكل يكون أقل استقرارًا.

نموذج الجسر المعلق: من الصعب القيام بذلك بمفردك ما لم يكن لديك الكثير من الوقت والصبر. من الأسهل بناء الأبراج والسطح أولاً ثم اللعب مع التعديلات على طول الكابل والشد لمعرفة ما هو "الشعور" الأقوى. تخيل أنك مدير مشروع أول جسر معلق على الإطلاق!

نموذج الجسر المثبت بكابل: مرة أخرى ، يعد هذا خيارًا متقنًا للنموذج ، ولكنه يوفر فرصة جيدة للعب بالطول المثالي للكابلات التي تنزل من قمم البرج. ما رأيك سيحدث إذا تم إنشاء جسر من هذا النوع بأحجام كبلات غير متماثلة بين البرجين؟

هناك عدد من الأنماط المختلفة لجسور الجمالون المستخدمة. يمكنك جعل جسور الجمالون أسهل باستخدام عصي المصاصة أكثر من استخدام أوراق اللعب ؛ يتوفر فقط غراء الخشب.

عند النظر إليه من الجانب ، يبدو الجمالون مثل شبه منحرف - مستطيل ذو نهايات مائلة بشكل متماثل بدلاً من نهايات متوازية. أجزاء هذا الإطار الرباعي هي الجزء العلوي والسفلي الحبال وتسمى النهايات المشاركات. يتم استدعاء القطع الداخلية من الجمالون أفراد.

• وارن: يستخدم هذا النموذج أعضاء يشكلون مثلثات متساوية الأضلاع ، لكن لا توجد أعضاء رأسية.
• برات: يحتوي هذا التنوع على سلسلة من المستطيلات الرفيعة التي تحتوي على أعضاء ذات ميول داخلية لتشكيل أزواج مثلثات في الوحدات الفردية.
• هاو: هذا مشابه جدًا لـ Pratt ، لكن في المنتصف ، يلتقي الأعضاء "المائلون" عند الوتر العلوي بدلاً من الوتر السفلي. إنه أفضل من Pratt من حيث التعامل مع الضغط ، كل شيء آخر هو نفسه ، ولكنه أكثر تكلفة.
• ك تروس: كما يوحي اسمه ، يشتمل تصميم الجمالون المعقد هذا على وحدات على شكل الحرف K وصورة المرآة الخاصة به.

أي جسر تروس هو الأقوى؟ يعتمد ذلك على المواد وعوامل أخرى بجانب التصميم الأساسي ، بالطريقة نفسها التي يستطيع بها بعض راكبي الدراجات السفر أسرع من السائق الفقير في سيارة صغيرة. لكن في كلتا الحالتين ، تم بذل الكثير من العمل القوي في كل هذه الجسور وتصميماتها بمرور الوقت.