Задача «бумажная башня» - важное упражнение для студентов, начинающих изучение структурных элементов. инженерии, потому что она учит распределению нагрузки, кинематике, законам движения Ньютона и другим важным принципы. В простом варианте задания ученики строят устойчивую башню из цельного куска бумаги размером 8 1/2 на 11 дюймов. Большинство стратегий предусматривают разрезание бумаги на полосы и формирование из них балок. Когда более одной команды соревнуются друг с другом, побеждает команда, которая набирает наибольшее количество очков. башня, которая может выдержать заданное количество силы, например ветер от вентилятора, не падая над.
Стратегия победы
Самая важная часть башни - это основание, и хотя есть несколько подходов к ее возведению, наиболее устойчивой конструкцией является равносторонний штатив. Поскольку штатив распределяет нагрузку симметрично, он лучше сопротивляется опрокидыванию, чем плоский лист бумаги. Штатив также увеличивает высоту башни.
После того, как вы построили базу, используйте оставшуюся часть бумаги для самой башни. Если вы стремитесь к максимальной высоте, вам нужно создать как можно меньшую базу, но не жертвуйте стабильностью ради экономии, иначе башня может не выдержать даже легкий ветерок.
Строительные бумажные балки
Каждое решение этой проблемы включает разрезание бумаги на тонкие полоски и формирование из них балок. Вы хотите получить максимальное количество балок из бумаги. Для этого вам нужно нарезать тонкие полоски, но если вы разрежете полоски слишком тонко, их будет сложно сформировать. Хороший компромисс между экономичностью и стабильностью - разрезать весь лист бумаги на полоски шириной 1 дюйм.
Из полос можно сделать балки двумя способами. Один - обернуть их вокруг карандаша, чтобы получились цилиндры, а другой - сложить их в трубочки с треугольным поперечным сечением. Куска ленты на обоих концах каждой балки должно быть достаточно, чтобы удерживать их вместе, но вы можете добавить третий кусок ленты посередине. Оставьте по крайней мере один дюйм на обоих концах каждой балки незакрепленными. Это позволит вам соединить балки по длине.
Постройте базу
Вам понадобится как минимум три балки, чтобы построить треногу для основания. Они должны выступать из центральной вершины, а расстояние между каждой из опор должно быть равно длине балки. Чтобы соединить балки на вершине, оберните один кусок ленты вокруг концов балок, чтобы сформировать цилиндр, который может поместиться внутри одной из балок. Если вы считаете, что это слишком сложно, сожмите концы вместе и скрутите их перед наклеиванием ленты.
Если вы строите башню на скользкой поверхности, у вас могут возникнуть проблемы со стабилизацией основания. Одно из решений - соединить ножки еще тремя балками, чтобы получился треугольник. Это дает вам меньше балок для строительства башни, поэтому она не будет такой высокой, но будет более устойчивой к падению.
Возвести Башню
Вы формируете башню, соединяя оставшиеся балки вместе, чтобы сформировать длинную трубу. Вставьте конец одной балки в конец другой и сдвиньте их вместе, пока лента не будет мешать вам протолкнуть их дальше. Это дает вам одну трубу длиной от 40 до 60 дюймов, в зависимости от того, сколько балок вы использовали для основания. Установите башню, надев один конец длинной трубы на вершину, образованную тремя опорными балками.
Поскольку вы разрезали бумагу по ширине, у вас будут более короткие балки, чем если бы вы разрезали бумагу вдоль, а это значит, что у башни больше стыков. Это хорошо, потому что стыки прочнее, чем пролеты балок. Однако, если вы любите экспериментировать, попробуйте построить башню с помощью той же процедуры, но на этот раз вырежьте балки по длине бумаги и сравните устойчивость двух готовых башни.
Дополнительный вызов
Некоторые соревнования не позволяют использовать магнитную ленту. Вы все еще можете использовать эту стратегию для строительства башни, но вам нужно найти способ, чтобы фермы оставались вместе, сделав небольшие надрезы на концах бумаги и сложив их вместе. При этом убедитесь, что ваши руки чистые, и используйте острые ножницы.