תחום 06
מבנים וחומרים
למה גשרים עומדים ומגדלים לא נופלים
מבנים נושאים עומסים: גשרים, מגדלים, גגות ומסגרות. הצורה שתבחרו והחומר שתשתמשו בו קובעים אם המבנה יעמוד או יקרוס.
למי זה מתאים
ילדים שבונים מגדלים וגשרים, וכל מי שתוהה למה יש צורות חזקות יותר מאחרות.
מה תלמדו
- מהם עומסים, מתיחה ולחיצה
- למה משולשים הופכים מבנים לקשיחים
- איך חומרים מתנהגים: קשיחים או גמישים, חזקים או שבירים
- איך מוצאים נקודת תורפה ומחזקים אותה
דוגמאות לניסויים
-
בנו גשר מקורות, והעמיסו עליו עד שהוא מתכופף יותר מדי.
-
השוו בין מסגרת מרובעת למסגרת משולשת תחת אותו עומס.
-
בנו את אותו מגדל מחומרים שונים.
מה אפשר לבנות
-
גשר מסבך (גשר ממשולשים)
-
מגדל שעומד בפני הרוח
-
זרוע של עגורן
הדוגמאות האלה מראות את סוג העבודה בתחום הזה. השיעורים שיפורסמו בפועל עשויים להיות שונים.
מה ההדמיה מפשטת
- החומרים מתוארים באמצעות כמה תכונות פשוטות; לחומרים אמיתיים יש פגמים, והם משתנים עם הזמן ובהשפעת מזג האוויר.
- התוצאות מראות איך תכנון מתנהג במודל. מבנים אמיתיים זקוקים למהנדסים מקצועיים ולבדיקות בטיחות.
כל הדמיה מפשטת את המציאות. ההבנה איך היא עושה זאת היא חלק מלימוד ההנדסה.
קשרים למקצועות הלימוד בבית הספר
פיזיקה, מתמטיקה (גאומטריה), אדריכלות, אמנות
קשרים לתחומים אחרים
המבנים נשענים על המכניקה, ומשמשים בסיס לכל דבר, מרובוטים ועד בניינים.
טוב לדעת
משולש אינו יכול לשנות את צורתו, אלא אם אחת מצלעותיו משנה את אורכה. לכן עגורנים, גגות ושלדות של אופניים מלאים במשולשים.