紙の塔の挑戦は、構造の研究を始める学生にとって重要な演習です 工学は、負荷分散、運動学、ニュートンの運動の法則、およびその他の重要なことについて教えているためです。 原則。 チャレンジの簡単なバージョンでは、生徒は8 1/2 x11インチの紙1枚から安定した塔を作ります。 ほとんどの戦略では、紙を短冊状に切り、桁に成形する必要があります。 複数のチームが互いに競争する場合、勝者のチームが最高のチームを構築します 扇風機からのそよ風など、所定の力に落下することなく耐えられるタワー 以上。
勝利戦略
塔の最も重要な部分はベースであり、それを構築するためのいくつかのアプローチがありますが、最も安定した構造は正三角形の三脚です。 三脚は荷重を対称的に分散するため、平らな紙よりも転倒しにくくなっています。 三脚はまた、塔に高さを追加します。
ベースを構築した後、タワー自体に持っている残りの紙を使用します。 最大の高さを目指す場合は、可能な限り最小のベースを作成する必要がありますが、経済性のために安定性を犠牲にしないでください。そうしないと、タワーはそよ風にも耐えられない可能性があります。
紙桁の構築
この課題に対するすべての解決策には、紙を薄いストリップにカットし、それらを桁に成形することが含まれます。 紙から得られる桁の数を最大化する必要があります。 そのためには、薄いストリップをカットする必要がありますが、ストリップを薄くカットしすぎると、形成が困難になります。 経済性と安定性の間の適切な妥協点は、紙のシート全体をその幅に沿って1インチのストリップにカットすることです。
ストリップを桁に形成するには、2つの方法があります。 1つは鉛筆に巻き付けて円柱を作る方法で、もう1つは三角形の断面を持つチューブに折りたたむ方法です。 各桁の両端にあるテープは、それをまとめるのに十分なはずですが、中央に3番目のテープを追加することもできます。 各桁の両端を少なくとも1インチはテープを外したままにします。 これにより、桁を縦方向に合わせることができます。
ベースを構築する
ベース用の三脚を作成するには、最低3つの桁が必要です。 それらは中央の頂点から広がり、各足の間の距離は桁の長さに等しくなければなりません。 頂点で大梁を結合するには、大梁の端に1枚のテープを巻き付けて、大梁の1つに収まる円柱を形成します。 これを行うのが難しすぎる場合は、両端を一緒に絞ってひねってからテーピングしてください。
滑りやすい路面にタワーを建設している場合は、ベースを安定させるのに問題がある可能性があります。 1つの解決策は、足をさらに3つの大梁に接続して、三角形を作成することです。 これにより、タワーを構築するための桁が少なくなるため、タワーの高さは低くなりますが、落下に対する耐性が高まります。
塔を建てる
残りの桁を合わせて長いチューブを形成することにより、タワーを形成します。 ある桁の端を別の桁の端に挿入し、テープがそれ以上押し込めなくなるまで一緒に押します。 これにより、ベースに使用した桁の数に応じて、長さが40〜60インチの単一のチューブが得られます。 長いチューブの一方の端を3つのベースガーダーによって形成された頂点に押し付けて、タワーを建てます。
紙をその幅に沿ってカットしたため、紙を縦にカットした場合よりも桁が短くなります。つまり、タワーのジョイントが多くなります。 ジョイントは桁のスパンよりも強いので、これは良いことです。 ただし、実験が好きな人は、同じ手順で塔を建ててみてください。 今回は、紙の長さに沿って桁を切断し、完成した2つの安定性を比較します 塔。
追加の課題
一部の競技会では、テープの使用が許可されていません。 この戦略を使用してタワーを構築することはできますが、紙の端に小さな切り込みを入れて折りたたむことにより、桁を一緒に保つ方法を見つける必要があります。 これを行うときは手がきれいであることを確認し、鋭いはさみを使用してください。