lightanddesign.ru
Задача о бумажной башне — важное упражнение для студентов, начинающих изучать машиностроение, поскольку оно учит распределению нагрузки, кинематике, законам Ньютона и другим основным принципам. В простых заданиях учащиеся собирают устойчивую башню из листа бумаги размером 21,5 x27,9 см. Большинство стратегий требуют разрезания бумаги на полоски и жгуты. Команды соревнуются друг с другом, и побеждает та, которая построит самую высокую башню и выдержит заданную силу, не упав (как черлидерша наматывает ветки).
Выигрышная стратегия
Самой важной частью башни является основание. Существует несколько способов построить башню, но равнобедренный штатив всегда является наиболее устойчивым основанием. Это связано с тем, что она симметрично распределяет нагрузку, более устойчива к опрокидыванию, чем плоская бумага, и в конечном итоге увеличивает высоту башни.
После того как основа построена, оставшаяся бумага используется для самой башни. Если вы хотите максимально увеличить высоту, основание должно быть как можно короче, но не жертвуйте устойчивостью башни ради экономии средств. В противном случае башня не сможет противостоять бризам.
Строительство бумажных балок
Решение этой проблемы заключается в разрезании бумаги на полосы и формовке их в виде балок. Вам также необходимо получить как можно больше лучей. Для этого необходимо нарезать тонкие полоски, но если полоски слишком тонкие, их трудно сформировать. Подходящим компромиссом между экономичностью и стабильностью является разрезание всего листа бумаги на полоски шириной 2,5 см.
Существует два способа формирования полос в балки. Один из них — обернуть полоску вокруг карандаша, чтобы получился цилиндр, другой — сложить ее в трубку с треугольным сечением. Ленты на каждом конце каждой балки должно быть достаточно для удержания балки на месте, но в центре может потребоваться добавление дополнительной ленты. Оставьте не менее 2,5 см с каждого конца каждой балки без клея. Это позволяет скрепить балки между собой.
Постройте базу
Для изготовления треноги для основания требуется не менее трех балок. Они должны отходить от вершины центра, а расстояние между ними должно быть на 1 см равно длине луча. Балки следует соединить с верхом, обернув ленту вокруг концов балок так, чтобы они образовали цилиндр, который поместится внутри одной из балок. Если это слишком сложно, прищипните и заверните концы перед упаковкой.
При возведении вышек на скользких поверхностях могут возникнуть проблемы со стабилизацией основания. Одно из решений — соединить основание тремя балками, чтобы получился треугольник. Для строительства башни требуется меньше балок, поэтому высота башни уменьшается, но она более устойчива к падениям.
Поднимите башню
Башня формируется путем присоединения оставшихся балок, образуя длинную трубу. Поместите один конец балки на другой конец и прижмите их друг к другу так, чтобы их нельзя было сдвинуть вперед с помощью ленты. В зависимости от количества балок, используемых для основания, длина трубы будет составлять от 102 до 152,4 см. Наконец, поднимите башню на треногу, образованную тремя базовыми балками.
При вертикальной резке бумаги лучи получаются короче, чем при вертикальной резке. Это означает, что башня имеет больше стыков. Это хорошо, так как стыки прочнее, чем секции балок. Однако если вы хотите поэкспериментировать, попробуйте построить башню, используя тот же процесс. Однако на этот раз разрежьте балки вдоль бумаги и сравните устойчивость двух башен.
Дополнительный вызов
В некоторых соревнованиях использование ленты не допускается. Однако вы можете использовать эту стратегию для строительства башни. Вам нужно найти способ удержать балки вместе, сделав небольшие надрезы на краях бумаги и сложив их. Убедитесь, что ваши руки чистые, и используйте ножницы.
