Предизвикателството с хартиената кула е важно упражнение за учениците, които започват да изучават структурни инженерство, защото учи за разпределение на товара, кинематика, законите на Нютон за движение и други важни принципи. В опростена версия на предизвикателството учениците изграждат стабилна кула от едно парче хартия 8 1/2-by-11-inch. Повечето стратегии изискват нарязването на хартията на ленти и оформянето им на греди. Когато повече от един отбор се състезават един срещу друг, печелившият отбор е този, който изгражда най-високо кула, която може да издържи предварително определена сила, като вятъра от вентилатор, без да пада над.
Печеливша стратегия
Най-важната част от кулата е основата и въпреки че има няколко подхода за нейното изграждане, най-стабилната конструкция е равностранен триножник. Тъй като разпределя натоварването симетрично, стативът се противопоставя на накланяне по-добре от плосък лист хартия. Стативът също добавя височина към кулата.
След като сте конструирали основата, използвайте останалата хартия, която имате за самата кула. Ако се насочвате към максимална височина, ще искате да създадете възможно най-малката основа, но не жертвайте стабилността за икономия или кулата може да не е в състояние да издържи дори лек бриз.
Строителни хартиени греди
Всяко решение на това предизвикателство включва нарязване на хартията на тънки ивици и оформянето им в греди. Искате да увеличите максимално броя трегери, които получавате от хартията. За да направите това, трябва да изрежете тънки ленти, но ако режете лентите твърде тънки, те са трудни за оформяне. Добър компромис между икономията и стабилността е да се нарязва целият лист хартия на 1-инчови ленти по цялата му ширина.
Можете да оформите лентите в греди по два начина. Единият е да ги увиете около молив, за да направите цилиндри, а другият е да ги сгънете в тръби с триъгълни напречни сечения. Лента от двата края на всяка греда трябва да е достатъчна, за да я държите заедно, но може да искате да добавите и трета лента в средата. Оставете поне един инч в двата края на всяка греда незалепнали. Това ще ви позволи да поставите носачите заедно по дължина.
Изградете базата
Необходими са минимум три трегера, за да изградите статив за основата. Те трябва да се разпръснат от централния връх, а разстоянието между всеки от краката трябва да бъде равно на дължината на греда. За да свържете гредите на върха, увийте едно парче лента около краищата на гредите, за да оформите цилиндър, който може да се побере вътре в един от гредите. Ако това ви се струва твърде трудно, стиснете краищата заедно и ги завъртете, преди да залепите.
Ако изграждате кулата на хлъзгава повърхност, може да имате проблеми със стабилизирането на основата. Едно от решенията е да свържете краката с още три греди, за да създадете триъгълник. Това ви дава по-малко греди за изграждане на кулата, така че тя няма да бъде толкова висока, но ще бъде по-устойчива на падане.
Издигнете кулата
Оформяте кулата, като монтирате останалите греди заедно, за да оформите дълга тръба. Поставете края на едната греда в края на друга и ги натиснете заедно, докато лентата ви попречи да ги избутате по-далеч. Това ви дава една тръба с дължина между 40 и 60 инча, в зависимост от това колко трегера сте използвали за основата. Издигнете кулата, като натиснете единия край на дългата тръба върху върха, образуван от трите основни греди.
Тъй като сте изрязали хартията по нейната ширина, имате по-къси носачи, отколкото ако режете хартията по дължина, което означава, че кулата има повече фуги. Това е хубаво нещо, защото ставите са по-здрави от разстоянията на носачите. Ако обаче сте някой, който обича да експериментира, опитайте да построите кула с идентична процедура, но този път изрязваме гредите по дължината на хартията и сравняваме стабилността на двата завършени кули.
Допълнително предизвикателство
Някои състезания не позволяват използването на лента. Все още можете да използвате тази стратегия за изграждане на кулата, но ще трябва да намерите начин да накарате носачите да останат заедно, като направите малки разрези в краищата на хартията и ги сгънете заедно. Уверете се, че ръцете ви са чисти, когато правите това, и използвайте остри ножици.