Cum se face un turn dintr-o bucată de hârtie

Provocarea turnului de hârtie este un exercițiu important pentru elevii care își încep studiul structural inginerie, deoarece predă despre distribuția sarcinii, cinematică, legile mișcării lui Newton și altele importante principii. Într-o versiune simplă a provocării, studenții construiesc un turn stabil dintr-o singură bucată de hârtie de 8 1/2 -by-11-inch. Majoritatea strategiilor necesită tăierea hârtiei în benzi și formarea lor în grinzi. Când mai multe echipe concurează una împotriva celeilalte, echipa câștigătoare este cea care construiește cel mai mare turn care poate rezista la o forță prestabilită, cum ar fi briza unui ventilator, fără a cădea peste.

Cea mai importantă parte a turnului este baza și, deși există mai multe abordări pentru construirea acestuia, cea mai stabilă structură este un trepied echilateral. Deoarece distribuie sarcina simetric, trepiedul rezistă la basculare mai bine decât o bucată de hârtie plată. Trepiedul adaugă, de asemenea, înălțime turnului.

După ce ați construit baza, utilizați restul hârtiei pe care o aveți pentru turnul în sine. Dacă doriți să obțineți înălțimea maximă, veți dori să creați cea mai mică bază posibilă, dar nu sacrificați stabilitatea pentru economie sau este posibil ca turnul să nu poată rezista nici măcar unei adiere ușoare.

Fiecare soluție la această provocare implică tăierea hârtiei în benzi subțiri și formarea lor în grinzi. Doriți să maximizați numărul de grinzi pe care le obțineți din hârtie. Pentru a face acest lucru, ar trebui să tăiați benzi subțiri, dar dacă tăiați benzile prea subțiri, acestea sunt greu de format. Un compromis bun între economie și stabilitate este tăierea întregii coli de hârtie în benzi de 1 inch de-a lungul lățimii sale.

Puteți forma benzile în grinzi în două moduri. Una este să le înfășoare în jurul unui creion pentru a face cilindri, iar cealaltă este să le împături în tuburi cu secțiuni transversale triunghiulare. O bucată de bandă la fiecare capăt al fiecărei grinzi ar trebui să fie suficientă pentru a o ține împreună, dar poate doriți să adăugați o a treia bucată de bandă în mijloc. Lăsați cel puțin un centimetru la ambele capete ale fiecărei grinzi neexploatate. Acest lucru vă va permite să montați grinzile împreună pe lungime.

Ai nevoie de minimum trei grinzi pentru a construi un trepied pentru bază. Acestea ar trebui să se desfășoare de la un vârf central, iar distanța dintre fiecare dintre picioare ar trebui să fie egală cu lungimea unei grinzi. Pentru a lega grinzile de la vârf, înfășurați o singură bucată de bandă în jurul capetelor grinzilor pentru a forma un cilindru care se poate potrivi în interiorul uneia dintre grinzi. Dacă vi se pare prea dificil de făcut, strângeți capetele împreună și dați-le o răsucire înainte de a le lipi.

Dacă construiți turnul pe o suprafață alunecoasă, este posibil să aveți probleme la stabilizarea bazei. O soluție este să conectați picioarele cu încă trei grinzi pentru a crea un triunghi. Acest lucru vă oferă mai puține grinzi pentru a construi turnul, deci nu va fi la fel de înalt, dar va fi mai rezistent la cădere.

Formezi turnul prin montarea grinzilor rămase pentru a forma un tub lung. Introduceți capătul unei grinzi în capătul altuia și împingeți-le împreună până când banda vă împiedică să le împingeți mai departe. Acest lucru vă oferă un singur tub care are undeva între 40 și 60 de centimetri lungime, în funcție de câte grinzi ați folosit pentru bază. Înălțați turnul împingând un capăt al tubului lung pe vârful format din cele trei grinzi de bază.

Deoarece ați tăiat hârtia de-a lungul lățimii sale, aveți grinzi mai scurte decât ați face dacă ați tăia hârtia pe lungime, ceea ce înseamnă că turnul are mai multe îmbinări. Acesta este un lucru bun, deoarece articulațiile sunt mai puternice decât întinderile grinzilor. Cu toate acestea, dacă sunteți cineva căruia îi place să experimenteze, încercați să construiți un turn cu procedura identică, dar de această dată tăind grinzile de-a lungul lungimii hârtiei și comparați stabilitatea celor două finisate turnuri.

Unele competiții nu permit utilizarea benzii. Puteți folosi în continuare această strategie pentru a construi turnul, dar va trebui să găsiți o modalitate de a face ca grinzile să rămână împreună făcând mici tăieturi în capetele hârtiei și împăturindu-le împreună. Asigurați-vă că mâinile sunt curate atunci când faceți acest lucru și folosiți foarfece ascuțite.