Wyzwanie papierowej wieży jest ważnym ćwiczeniem dla studentów rozpoczynających naukę konstrukcji inżynierii, ponieważ uczy o rozkładzie obciążenia, kinematyce, prawach dynamiki Newtona i innych ważnych zasady. W prostej wersji wyzwania uczniowie budują stabilną wieżę z jednego kawałka papieru o wymiarach 8 1/2 na 11 cali. Większość strategii wymaga pocięcia papieru na paski i uformowania ich w dźwigary. Gdy rywalizuje ze sobą więcej niż jedna drużyna, wygrywa ta, która zbuduje najwięcej wieża, która może wytrzymać z góry określoną siłę, taką jak bryza z wentylatora, bez upadku nad.
Zwycięska strategia
Najważniejszą częścią wieży jest podstawa i chociaż istnieje kilka podejść do jej budowy, najbardziej stabilną konstrukcją jest trójnóg równoboczny. Ponieważ rozkłada obciążenie symetrycznie, statyw jest bardziej odporny na przechylanie niż płaska kartka papieru. Statyw zwiększa również wysokość wieży.
Po zbudowaniu bazy wykorzystaj resztę papieru na samą wieżę. Jeśli idziesz na maksymalną wysokość, będziesz chciał stworzyć możliwie najmniejszą podstawę, ale nie rezygnuj ze stabilności na rzecz oszczędności, ponieważ wieża może nie wytrzymać nawet delikatnego wiatru.
Dźwigary z papieru budowlanego
Każde rozwiązanie tego wyzwania polega na cięciu papieru na cienkie paski i uformowaniu ich w dźwigary. Chcesz zmaksymalizować liczbę dźwigarów, które otrzymujesz z papieru. Aby to zrobić, należy ciąć cienkie paski, ale jeśli przetniesz paski zbyt cienkie, trudno je uformować. Dobrym kompromisem między oszczędnością a stabilnością jest pocięcie całego arkusza papieru na 1-calowe paski wzdłuż jego szerokości.
Pasy można uformować w dźwigary na dwa sposoby. Jednym z nich jest owinięcie ich wokół ołówka, aby zrobić cylindry, a drugim jest złożenie ich w tuby o trójkątnych przekrojach. Kawałek taśmy na każdym końcu każdego dźwigara powinien wystarczyć, aby utrzymać go razem, ale możesz chcieć dodać trzeci kawałek taśmy pośrodku. Pozostaw co najmniej cal na obu końcach każdego dźwigara niezaklejonego. Umożliwi to dopasowanie dźwigarów wzdłuż.
Zbuduj bazę
Do zbudowania statywu dla podstawy potrzebne są co najmniej trzy dźwigary. Powinny rozchodzić się od środkowego wierzchołka, a odległość między każdą ze stóp powinna być równa długości dźwigara. Aby połączyć dźwigary na wierzchołku, owinąć jeden kawałek taśmy wokół końców dźwigarów, tworząc cylinder, który może zmieścić się wewnątrz jednego z dźwigarów. Jeśli uważasz, że jest to zbyt trudne, ściśnij końce razem i przekręć je przed naklejeniem.
Jeśli budujesz wieżę na śliskiej powierzchni, możesz mieć problem ze stabilizacją podstawy. Jednym z rozwiązań jest połączenie stóp z trzema dodatkowymi dźwigarami, aby stworzyć trójkąt. Dzięki temu masz mniej dźwigarów do zbudowania wieży, więc nie będzie ona tak wysoka, ale będzie bardziej odporna na upadki.
Wznieś wieżę
Wieżę tworzy się, łącząc ze sobą pozostałe dźwigary, tworząc długą rurę. Włóż koniec jednego dźwigara do końca drugiego i dociśnij je do siebie, aż taśma uniemożliwi ich dalsze przesuwanie. Daje to pojedynczą rurę o długości od 40 do 60 cali, w zależności od liczby dźwigarów użytych do podstawy. Wznieś wieżę, wciskając jeden koniec długiej rury na wierzchołek utworzony przez trzy dźwigary podstawy.
Ponieważ przecinałeś papier wzdłuż jego szerokości, masz krótsze dźwigary niż w przypadku cięcia papieru wzdłuż, co oznacza, że wieża ma więcej połączeń. To dobrze, bo połączenia są mocniejsze niż przęsła dźwigarów. Jeśli jednak jesteś kimś, kto lubi eksperymentować, spróbuj zbudować wieżę z identyczną procedurą, ale tym razem cięcie dźwigarów wzdłuż długości papieru i porównanie stabilności dwóch gotowych wieże.
Dodatkowe wyzwanie
Niektóre konkursy nie pozwalają na użycie taśmy. Nadal możesz użyć tej strategii, aby zbudować wieżę, ale będziesz musiał znaleźć sposób, aby dźwigary pozostały razem, wykonując małe nacięcia na końcach papieru i składając je razem. Upewnij się, że masz czyste ręce i używaj ostrych nożyczek.