Področje 06
Konstrukcije in materiali
Zakaj mostovi zdržijo in se stolpi ne podrejo
Konstrukcije nosijo obremenitve: mostovi, stolpi, strehe in ogrodja. Oblika, ki jo izbereš, in material, ki ga uporabiš, odločita, ali konstrukcija zdrži ali popusti.
Komu ustreza
Otrokom, ki gradijo stolpe in mostove, in vsem, ki se sprašujejo, zakaj so nekatere oblike trdnejše.
Kaj se naučiš
- Kaj so obremenitve ter natezne in tlačne sile
- Zakaj trikotniki naredijo konstrukcije toge
- Kako se obnašajo materiali: togi ali prožni, trdni ali krhki
- Kako najti šibko točko in jo okrepiti
Primeri poskusov
-
Zgradi most iz nosilcev in ga obremenjuj, dokler se preveč ne upogne.
-
Primerjaj kvadratni in trikotni okvir pri enaki obremenitvi.
-
Isti stolp zgradi iz različnih materialov.
Kaj lahko zgradiš
-
Paličasti most
-
Stolp, ki kljubuje vetru
-
Roka žerjava
Ti primeri kažejo, kakšno delo poteka na tem področju. Objavljene lekcije se lahko od njih razlikujejo.
Kaj simulacija poenostavi
- Materiale opišemo z nekaj preprostimi lastnostmi; pravi materiali imajo napake in se s časom in vremenom spreminjajo.
- Rezultati kažejo, kako se zasnova obnaša v modelu. Za prave stavbe so potrebni strokovni inženirji in varnostni pregledi.
Vsaka simulacija poenostavi resničnost. Vedeti, kako to stori, je del učenja inženirstva.
Povezave s šolskimi predmeti
Fizika, matematika (geometrija), arhitektura, likovna umetnost
Povezave z drugimi področji
Konstrukcije temeljijo na mehaniki in nosijo vse, od robotov do stavb.
Dobro je vedeti
Trikotnik lahko spremeni obliko samo, če se kateri od njegovih stranic spremeni dolžina. Zato so žerjavi, strehe in kolesarski okvirji polni trikotnikov.