Τομέας 06
Κατασκευές και υλικά
Γιατί οι γέφυρες στέκονται και οι πύργοι δεν πέφτουν
Οι κατασκευές σηκώνουν φορτία: γέφυρες, πύργοι, στέγες και πλαίσια. Το σχήμα που επιλέγετε και το υλικό που χρησιμοποιείτε κρίνουν αν μια κατασκευή θα αντέξει ή θα αστοχήσει.
Σε ποιους ταιριάζει
Παιδιά που χτίζουν πύργους και γέφυρες, και όλοι όσοι αναρωτιούνται γιατί κάποια σχήματα είναι πιο ανθεκτικά.
Τι θα μάθετε
- Τι είναι τα φορτία, ο εφελκυσμός (τέντωμα) και η θλίψη (συμπίεση)
- Γιατί τα τρίγωνα κάνουν τις κατασκευές άκαμπτες
- Πώς συμπεριφέρονται τα υλικά: άκαμπτα ή εύκαμπτα, ανθεκτικά ή εύθραυστα
- Πώς να βρίσκετε ένα αδύναμο σημείο και να το ενισχύετε
Παραδείγματα πειραμάτων
-
Φτιάξτε μια γέφυρα από δοκούς και φορτώστε την μέχρι να λυγίσει υπερβολικά.
-
Συγκρίνετε ένα τετράγωνο και ένα τριγωνικό πλαίσιο κάτω από το ίδιο φορτίο.
-
Φτιάξτε τον ίδιο πύργο από διαφορετικά υλικά.
Τι μπορείτε να κατασκευάσετε
-
Μια δικτυωτή γέφυρα
-
Ένας πύργος που αντέχει στον άνεμο
-
Ένας βραχίονας γερανού
Αυτά τα παραδείγματα δείχνουν το είδος της δουλειάς σε αυτόν τον τομέα. Τα μαθήματα που δημοσιεύονται μπορεί να διαφέρουν.
Τι απλοποιεί η προσομοίωση
- Τα υλικά περιγράφονται με λίγες απλές ιδιότητες· τα πραγματικά υλικά έχουν ατέλειες και αλλάζουν με τον χρόνο και τις καιρικές συνθήκες.
- Τα αποτελέσματα δείχνουν πώς συμπεριφέρεται ένα σχέδιο μέσα στο μοντέλο. Τα πραγματικά κτίρια χρειάζονται επαγγελματίες μηχανικούς και ελέγχους ασφαλείας.
Κάθε προσομοίωση απλοποιεί την πραγματικότητα. Το να ξέρετε με ποιον τρόπο το κάνει είναι μέρος της εκμάθησης της επιστήμης του μηχανικού.
Σύνδεση με σχολικά μαθήματα
Φυσική, μαθηματικά (γεωμετρία), αρχιτεκτονική, εικαστικά
Σύνδεση με άλλους τομείς
Οι κατασκευές στηρίζονται στη μηχανική και υποστηρίζουν τα πάντα, από ρομπότ μέχρι κτίρια.
Καλό να ξέρετε
Ένα τρίγωνο δεν μπορεί να αλλάξει σχήμα αν δεν αλλάξει το μήκος μιας από τις πλευρές του. Γι’ αυτό οι γερανοί, οι στέγες και οι σκελετοί των ποδηλάτων είναι γεμάτοι τρίγωνα.