分野 06
構造と材料
橋や塔が倒れずに立っていられるのはなぜか
構造物は、重さ（荷重）を支えています。橋、塔、屋根、骨組みなどです。どんな形を選び、どんな材料を使うかによって、構造物が持ちこたえるか、こわれるかが決まります。
学べること
- 荷重、引っ張り、圧縮とは何か
- 三角形を使うと、なぜ構造が変形しにくくなるのか
- 材料の性質：かたいか、しなやかか、強いか、もろいか
- 弱いところを見つけて補強する方法
実験の例
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はりで橋を作り、曲がりすぎるまで重さをかけていきます。
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同じ重さをかけて、四角形の骨組みと三角形の骨組みを比べます。
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同じ塔を、ちがう材料で作ります。
作れるもの
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トラス橋
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風に負けない塔
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クレーンのアーム
これらは、この分野で取り組む内容の例です。公開されるレッスンとは異なる場合があります。
シミュレーションが簡略化していること
- 材料は、いくつかの単純な性質だけで表されています。本物の材料には欠陥があり、年月や天候によって変化します。
- 結果が示すのは、モデルの中で設計がどうふるまうかです。本物の建物には、専門のエンジニアと安全確認が必要です。
どんなシミュレーションも、現実を簡略化しています。どのように簡略化しているかを知ることも、工学を学ぶことの一部です。
学校の教科とのつながり
理科（物理）、算数・数学（図形）、建築、図工・美術
ほかの分野とのつながり
構造は力学にもとづいていて、ロボットから建物まで、あらゆるものを支えています。
知っておきたいこと
三角形は、どれかの辺の長さが変わらないかぎり、形を変えられません。だから、クレーンや屋根、自転車のフレームには三角形がたくさん使われているのです。