Zawartość
Wyzwanie z wieżą papierową jest ważnym ćwiczeniem dla studentów rozpoczynających naukę inżynierii budowlanej, ponieważ uczy o rozkładzie obciążenia, kinematyce, prawach ruchu Newtona i innych ważnych zasadach. W prostej wersji wyzwania uczniowie budują stabilną wieżę z jednego kawałka papieru o wymiarach 8 1/2 na 11 cali. Większość strategii wymaga cięcia papieru na paski i formowania ich w dźwigary. Gdy więcej niż jedna drużyna konkuruje ze sobą, zwycięską drużyną jest ta, która buduje najwyższą wieżę, która może wytrzymać określoną siłę, na przykład podmuch wiatru, bez przewracania się.
Zwycięska strategia
Najważniejszą częścią wieży jest podstawa i chociaż istnieje kilka podejść do jej budowy, najbardziej stabilną konstrukcją jest statyw równoboczny. Ponieważ rozkłada symetrycznie ładunek, statyw jest bardziej odporny na przechylenie niż płaski kawałek papieru. Statyw dodaje również wysokości do wieży.
Po zbudowaniu podstawy użyj reszty papieru, który masz dla samej wieży. Jeśli wybierasz maksymalną wysokość, będziesz chciał stworzyć możliwie najmniejszą podstawę, ale nie rezygnuj ze stabilności dla oszczędności, bo wieża może nie wytrzymać nawet delikatnego wiatru.
Dźwigary papierowe budowlane
Każde rozwiązanie tego wyzwania polega na pocięciu papieru na cienkie paski i uformowaniu ich w dźwigary. Chcesz zmaksymalizować liczbę dźwigarów, które otrzymujesz z papieru. Aby to zrobić, powinieneś przeciąć cienkie paski, ale jeśli przycinasz paski zbyt cienkie, są one trudne do utworzenia. Dobrym kompromisem między oszczędnością a stabilnością jest pocięcie całego arkusza papieru na 1-calowe paski wzdłuż jego szerokości.
Paski można formować w dźwigary na dwa sposoby. Jednym z nich jest owinięcie ich ołówkiem w celu wytworzenia cylindrów, a drugim złożenie ich w tuby o trójkątnych przekrojach. Kawałek taśmy na obu końcach każdego dźwigara powinien wystarczyć, aby trzymać go razem, ale możesz chcieć dodać trzeci kawałek taśmy na środku. Pozostaw co najmniej cal na obu końcach każdego dźwigara niewykorzystany. Umożliwi to dopasowanie wzdłużników wzdłużników.
Zbuduj bazę
Potrzebujesz trzech dźwigarów, aby zbudować statyw do bazy. Powinny rozpościerać się z centralnego wierzchołka, a odległość między stopami powinna być równa długości dźwigara. Aby połączyć dźwigary na wierzchołku, owiń pojedynczy kawałek taśmy wokół końców dźwigarów, aby utworzyć cylinder, który może zmieścić się w jednym z dźwigarów. Jeśli uznasz to za zbyt trudne, ściśnij końce razem i obróć je przed nagrywaniem.
Jeśli budujesz wieżę na śliskim podłożu, możesz mieć problemy ze stabilizacją podstawy. Jednym z rozwiązań jest połączenie stóp z trzema dodatkowymi dźwigarami w celu utworzenia trójkąta. Daje to mniej dźwigarów do budowy wieży, więc nie będzie ona tak wysoka, ale będzie bardziej odporna na upadek.
Wznieś wieżę
Formujesz wieżę, łącząc pozostałe dźwigary razem, tworząc długą rurkę. Włóż koniec jednego dźwigara do końca drugiego i dociśnij je do siebie, aż taśma nie pozwoli ci je popchnąć dalej. Daje to pojedynczą rurkę o długości od 40 do 60 cali, w zależności od liczby dźwigarów zastosowanych do podstawy. Wyprostuj wieżę, naciskając jeden koniec długiej rurki na wierzchołek utworzony przez trzy dźwigary podstawy.
Ponieważ przeciąłeś papier na całej jego szerokości, masz krótsze dźwigary niż w przypadku cięcia wzdłużnego, co oznacza, że wieża ma więcej połączeń. To dobrze, ponieważ stawy są silniejsze niż rozpiętości dźwigarów. Jeśli jednak jesteś kimś, kto lubi eksperymentować, spróbuj zbudować wieżę w taki sam sposób, ale tym razem przecinając dźwigary wzdłuż papieru i porównaj stabilność dwóch gotowych wież.
Dodatkowe wyzwanie
Niektóre konkursy nie pozwalają na użycie taśmy. Nadal możesz używać tej strategii do budowy wieży, ale musisz znaleźć sposób, aby dźwigary pozostały razem, wykonując małe nacięcia na końcach papieru i składając je razem. Upewnij się przy tym, że masz czyste ręce i używaj ostrych nożyczek.