A papírtorony kihívása fontos gyakorlat a hallgatók számára, akik elkezdik a szerkezeti tanulmányokat mérnöki munka, mert megtanítja a terhelés eloszlását, a kinematikát, Newton mozgástörvényeit és más fontosakat elveket. A kihívás egyszerű változatában a hallgatók stabil tornyot építenek egy darab 8 1/2 -11 hüvelykes papírból. A legtöbb stratégia szerint a papírt csíkokra kell vágni és gerendákká kell alakítani. Ha egynél több csapat versenyez egymással, akkor a győztes csapat építi a legmagasabbat torony, amely leesés nélkül képes ellenállni egy előre meghatározott mennyiségű erőnek, például a ventilátor szellőjének felett.
Nyerő stratégia
A torony legfontosabb része az alap, és bár ennek megépítésére többféle megközelítés létezik, a legstabilabb szerkezet egy egyenlő oldalú állvány. Mivel az állvány szimmetrikusan osztja el a terhelést, az állvány jobban ellenáll a billenésnek, mint a lapos papír. Az állvány emeli a torony magasságát is.
Miután elkészítette az alapot, használja a maradék papírt magának a toronynak. Ha maximális magasságot szeretne elérni, akkor a lehető legkisebb alapot szeretné létrehozni, de ne áldozza fel a stabilitást a takarékosság érdekében, különben a torony még egy enyhe szellőt sem képes ellenállni.
Építési papírtartók
Ennek a kihívásnak minden megoldása magában foglalja a papír vékony csíkokra vágását és gerendákká alakítását. Maximalizálni szeretné a papírból kapott gerendák számát. Ehhez vékony csíkokat kell levágnia, de ha túl vékonyra vágja a csíkokat, akkor nehéz őket kialakítani. Jó kompromisszum a gazdaságosság és a stabilitás között, ha az egész papírlapot 1 hüvelykes csíkokra vágjuk szélességében.
A csíkokat gerendákká alakíthatja kétféleképpen. Az egyik az, hogy egy ceruza köré tekerjük hengerek készítéséhez, a másik pedig háromszög keresztmetszetű csövekbe hajtogatjuk őket. Az egyes gerendák mindkét végén lévő szalagdarabnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy összetartsa, de érdemes egy harmadik darab szalagot elhelyezni a közepén. Hagyjon legalább egy centit mindkét gerenda mindkét végén ragasztatlanul. Ez lehetővé teszi, hogy a tartóelemeket hosszában egymáshoz illessze.
Építsd meg a Bázist
Legalább három tartóra van szükség az állvány felépítéséhez. Középső csúcsról kell kitörniük, és az egyes lábak közötti távolságnak meg kell egyeznie a gerenda hosszával. A tartók csúcsán való összekapcsolásához tekerjen egyetlen darab szalagot a tartó vége köré, hogy henger alakuljon ki, amely elfér az egyik tartó belsejében. Ha ezt túl nehéz megtenni, szorítsa össze a végeket és csavarja meg őket, mielőtt ragasztana.
Ha csúszós felületre építi a tornyot, problémái lehetnek az alap stabilizálásával. Az egyik megoldás az, ha a lábakat további három tartóval összekötjük, hogy háromszöget hozzunk létre. Ez kevesebb tartógerendát ad a torony megépítéséhez, így nem lesz olyan magas, de ellenállóbb lesz a zuhanással szemben.
Emelje fel a tornyot
A tornyot úgy alakítja ki, hogy a fennmaradó gerendákat egymáshoz illesztve egy hosszú csövet alkot. Helyezze az egyik tartó végét a másik végébe, és nyomja össze őket, amíg a szalag megakadályozza, hogy tovább tolja őket. Ez egyetlen csövet ad, amely valahol 40 és 60 hüvelyk közötti, attól függően, hogy hány tartógerendát használt az alaphoz. A tornyot úgy állítsa fel, hogy a hosszú cső egyik végét a három alaptartó által alkotott csúcsra nyomja.
Mivel a papírt szélessége mentén vágta le, rövidebb a tartója, mint ha hosszában vágja a papírt, ami azt jelenti, hogy a torony több illesztéssel rendelkezik. Ez jó dolog, mert az ízületek erősebbek, mint a gerendák fesztávolsága. Ha azonban valaki szeret kísérletezni, próbáljon meg építeni egy tornyot ugyanazzal az eljárással, de ezúttal vágja le a gerendákat a papír hosszában, és hasonlítsa össze a kettő elkészült stabilitását tornyok.
Egy extra kihívás
Néhány verseny nem engedélyezi a szalag használatát. Ezt a stratégiát továbbra is használhatja a torony megépítéséhez, de meg kell találnia a módját, hogy a tartók együtt maradjanak, ha apró vágásokat végez a papír végein és összehajtja őket. Győződjön meg róla, hogy tiszta a keze, és éles ollót használjon.