Àmbit 06
Estructures i materials
Per què els ponts no cauen i les torres s’aguanten dretes
Les estructures suporten càrregues: ponts, torres, teulades i bastiments. La forma que tries i el material que fas servir decideixen si una estructura resisteix o falla.
A qui s’adreça
Infants que construeixen torres i ponts, i tothom qui es pregunta per què algunes formes són més resistents.
Què aprendràs
- Què són les càrregues, la tracció i la compressió
- Per què els triangles fan que les estructures siguin rígides
- Com es comporten els materials: rígids o flexibles, resistents o fràgils
- Com trobar un punt feble i reforçar-lo
Experiments d’exemple
-
Construeix un pont amb bigues i carrega’l fins que es doblegui massa.
-
Compara un bastiment quadrat i un de triangular amb la mateixa càrrega.
-
Construeix la mateixa torre amb materials diferents.
Coses que pots construir
-
Un pont de gelosia
-
Una torre que resisteix el vent
-
Un braç de grua
Aquests exemples mostren el tipus de treball d’aquest àmbit. Les lliçons publicades poden ser diferents.
Què simplifica la simulació
- Els materials es descriuen amb unes quantes propietats senzilles; els materials reals tenen defectes i canvien amb els anys i amb la intempèrie.
- Els resultats mostren com es comporta un disseny dins del model. Els edificis reals necessiten enginyers professionals i controls de seguretat.
Tota simulació simplifica la realitat. Saber com ho fa forma part d’aprendre enginyeria.
Relació amb les matèries escolars
Física, matemàtiques (geometria), arquitectura, art
Connexions amb altres àmbits
Les estructures es basen en la mecànica i ho sostenen tot, des dels robots fins als edificis.
Bo de saber
Un triangle no pot canviar de forma tret que un dels costats canviï de longitud. Per això les grues, les teulades i els quadres de bicicleta estan plens de triangles.