Dziedzina 06
Konstrukcje i materiały
Dlaczego mosty stoją, a wieże się nie przewracają
Konstrukcje przenoszą obciążenia: to mosty, wieże, dachy i ramy. Wybrany kształt i użyty materiał decydują o tym, czy konstrukcja wytrzyma, czy się zawali.
Czego się nauczysz
- Czym są obciążenia, rozciąganie i ściskanie
- Dlaczego trójkąty usztywniają konstrukcje
- Jak zachowują się materiały: sztywne lub giętkie, wytrzymałe lub kruche
- Jak znaleźć słaby punkt i go wzmocnić
Przykładowe eksperymenty
-
Zbuduj most z belek i obciążaj go, aż za bardzo się ugnie.
-
Porównaj ramę kwadratową i trójkątną pod tym samym obciążeniem.
-
Zbuduj tę samą wieżę z różnych materiałów.
Co możesz zbudować
-
Most kratownicowy
-
Wieża odporna na wiatr
-
Ramię dźwigu
Te przykłady pokazują, jakiego rodzaju zadania obejmuje ta dziedzina. Opublikowane lekcje mogą się od nich różnić.
Co upraszcza symulacja
- Materiały opisuje się kilkoma prostymi właściwościami; prawdziwe materiały mają wady i zmieniają się z wiekiem i pod wpływem pogody.
- Wyniki pokazują, jak projekt zachowuje się w modelu. Prawdziwe budynki wymagają profesjonalnych inżynierów i kontroli bezpieczeństwa.
Każda symulacja upraszcza rzeczywistość. Wiedza o tym, jak to robi, jest częścią nauki inżynierii.
Powiązania z przedmiotami szkolnymi
Fizyka, matematyka (geometria), architektura, plastyka
Powiązania z innymi dziedzinami
Konstrukcje opierają się na mechanice i stanowią oparcie dla wszystkiego – od robotów po budynki.
Warto wiedzieć
Trójkąt nie może zmienić kształtu, dopóki któryś z jego boków nie zmieni długości. Dlatego dźwigi, dachy i ramy rowerowe są pełne trójkątów.