פרויקטים מדעיים להכנת מודל של בית הוכחה לרעידות אדמה

מדענים ומהנדסים יוצרים ומעדכנים כל העת תכנונים מבניים למבנים חסינים בפני רעידות אדמה ברחבי העולם במטרה לסייע בהצלת חיים ורכוש. בניין שיכול לעמוד ברעידת אדמה יכול להתנדנד בתנועה הרועדת או לנוח על מחוונים כדי לבודד אותו מהתנועה. מהנדסים מתכננים, בודקים ועיצוב מחדש של מבנים בעבודתם, ותלמידים יכולים להדגים את התהליך בפרויקט מדעי הכיתה.

לפרויקט מדע הרוקנרול התלמיד אוסף חומרים לבניית בית חסין רעידות אדמה, כגון:

• כרטיסי אינדקס
  
• מהדקי נייר
  
• מקלות עץ
  
• סרט הדבקה
  
• קַרטוֹן

באמצעות הקרטון כטביעת הרגל של הבניין, הוא ממשיך לבנות בית מהציוד הזמין בכל סגנון שהוא יבחר. ואז מתנדב מנענע את בסיס הקרטון, ומדמה רעידת אדמה כדי לראות איך הבית מחזיק מעמד. התלמיד מתבונן ומתעד כל השפעה של רעידת האדמה על המבנה. לאחר מכן הוא מחזק את הבית בחומרים נוספים, כמו מקלות עץ נוספים על גג הבית או קלטת נוספת לאבטחת הבית לבסיס, לחיזוק המבנה. המתנדב מנער את הבית שוב, משחזר רעידת אדמה חזקה יותר, כדי לבחון את שלמותו המבנית של הבית. יומן מלווה את הפרויקט, מתעד את כל החומרים המשמשים, טכניקת בנייה, שיפורים שהיו נחוצים וכל תצפיות שבוצעו במהלך הפרויקט.

כדי להכין בית חסין רעידות אדמה, התלמיד מרכיב קיסמים (שלמים או שבורים לשניים) ומרשמלו מיניאטורי ליצירת קוביות ומשולשים. לאחר מכן הוא מערם את הקוביות והמשולשים יחד כדי ליצור בית שהוא רחב וקצר או צר וגבוה. לאחר השלמת הבית התלמיד מניח אותו על מחבת ג'לטין. מתנדב מנענע את המחבת קדימה ואחורה כדי לדמות רעידת אדמה בזמן שהתלמיד מתעד את כל התצפיות שיש לו. לאחר ביצוע שינויים מבניים בבית, המתנדב יכול לנער את מחבת הג'לטין שוב כדי לראות אם השינויים שיפרו את המבנה. בכתב העת הנלווה יש לרשום את חומרי המבנה, דיאגרמות העיצוב המבני וכל התצפיות.

פרויקט המדע Shake, Rattle and Roll מאתגר את התלמידים לבנות שלוש דוגמאות בית נפרדות באמצעות כרטיסי אינדקס, קשיות, קלטות וניירות. הבית הראשון מטפל בנושאי בנייה באזורים בעלי השפעה רבה. התלמיד בונה בית קצר ורחב ליציבות רבה יותר או בניין גבוה בעל בסיס רחב וחלק עליון צר. הבית השני הוא דוגמה לבית על צלע הגבעה, שנבנה עם בסיס רחב או עם קשיות תמיכה המחברות את הבית לגבעה שמתחת. דוגמא לבית שלישי מדגימה בניית בית על בסיס גומי שיכול לספוג גלי הלם ברעידות אדמה כדי להגן על הבית. בדו"ח שמלווה את הבתים התלמיד מסביר את ההיגיון מאחורי כל מבנה בסביבתו המסוימת וכיצד העיצוב יכול לעמוד בתנועה של רעידות אדמה.

אוהדי אבן הבניין ייהנו מפרויקט המדע של המגדל הגבוה ביותר. הרעיון העיקרי הוא לבדוק יציבות של מבנים גבוהים כנגד כוח הטלטול לרוחב המתרחש במהלך רעידת אדמה. הסטודנט בונה מגדלים שונים בגבהים משתנים מתוך אבני בניין, כגון לגו, אך שומר על אותו גודל בסיס לכל מגדל. לבניית שולחן רועד, הוא מניח ארבעה כדורי גומי בין שתי חתיכות קרטון ומחזיק אותם יחד עם שתי גומיות. לאחר שהחליק בסיס לגו דרך הגומיות, התלמיד מרכיב את אחד הבניינים שלו לבסיס. משיכה בשכבה העליונה של שולחן הרעידות תחדש השפעה של רעידת אדמה על הבניין. כל מגדל נבדק. יומן נלווה צריך לרשום כל גובה מגדל והאם הוא סבל את רעידת האדמה.