Ta znanstveni projekt bo študente naučil, kako sile vlečejo ali potiskajo druga drugo, da povzročijo potres. Vsak učenec v osnovni šoli, od vrtca do šestega razreda, bo užival v učenju, kako nastanejo potresi s tem projektom.
Raziskovanje sil v potresih
Potresi so uničujoči naravni dogodki in z močnimi potresnimi valovi uničijo lastnino. Da bi preprečili zrušitev zgradb, mnogi inženirji zgradijo strukturno ogrodje, ki zdrži močne seizmične valove.
materiali
Če želite ustvariti svoje 'zgradbe', začnite z zbiranjem naslednjih materialov:
- Dva krožnika iz stiropora premera 16 cm
- Miniaturni marshmallows
- 6 ali več 2-cm ročnikov
- 6 ali več 1-cm ročnih palic
- Vladar
- Svinčnik
- Štiri knjige (približno enake širine)
Navodila za trdno ogrodje
Začnite z gradnjo trdnega ogrodja za svojo stavbo.
- Odložite nekaj miniaturnih marshmallows.
- Obrnite krožnike iz stiropora.
- S svinčnikom preluknjajte štiri luknje na vrhu vsakega krožnika.
- Začnite graditi tako, da uporabite eno ali dve marshmallow lističi za dno 2-cm palice za obrt.
- Postavite ga na vrh luknje, ki ste jo naredili v plošči iz stiropora.
- Pustite, da se marshmallow nežno strdi na krožniku in nadaljujte z drugimi tremi 2-cm palčkami.
- Poskrbite, da bo vsaka ročna palica stala strjena, saj je to temelj okvirja za zgradbo.
- Ponovite z dodatnimi obrtnimi palicami.
- Uporabite toliko ročnih palic, kot želite, in nadaljujte z gradnjo.
Navodila za nestabilno ogrodje
Uporabite miniaturne marshmallowe, da zgradite podobno ogrodje, kot je zgornje stabilno ogrodje.
- Obrnite krožnik iz stiropora z licem navzdol.
- Začnite graditi z uporabo ene ali dveh miniaturnih marshmallow za 1-cm palico za obrt.
- Nežno ga položite na ploščo iz stiropora, kot v prejšnjem razdelku.
- Nadaljujte z gradnjo s toliko palicami in marshmallows, kot želite.
Simulacija sil v potresih
Svet je sestavljen v nešteto dinamičnih kosov kot sestavljanka. Deli sestavljanke se imenujejo celinske plošče, ki se prepletajo okoli sveta. Ko ekstremne sile trčijo, drsijo ali sekajo druga ob drugo, se začnejo pojavljati potresi.
Ko dokončate svoj stabilen in nestabilen okvir, je čas za simulacijo potresnih sil. Ta simulacija bo obravnavala tri vrste sil pri potresih: tlačne, napetostne in strižne sile.
- Zberite štiri knjige s podobno širino in jih položite na trdno površino.
- Postavite dve knjigi eno poleg druge in položite drug komplet knjig na vrh.
- Postavite eno od gradbenih konstrukcij med knjige (začnite z zgradbo z 2-cm palicami).
- Knjigi premaknite eno poleg druge, kot bi uporabljali strižne sile.
- Nato trčite knjige in nežno simulirajte kompresijske sile.
- Končno razstavite knjige, da vidite, kaj se zgodi z zgradbo, ki kaže napetostne sile.
- Ponovite za stavbo z 1-cm paličicami.
- Za vsako vrsto sile zapišite svoja opažanja. Kako vsaka vrsta sile drugače vpliva na vsako stavbo?
Kaj se je zgodilo?
Ali ste lahko opazovali, katera vrsta gradbenega ogrodja je bila sposobna prenesti različne sile? Pri simulaciji učinkov stiskanja, striga in napetosti ste morda opazili, da se 1-cm debelo ogrodje stavbe ni dobro držalo za nobeno simulacijo. Morda ste tudi opazili, da je struktura padala drugače glede na vrsto sile, ki je bila uporabljena. S stiskanjem je struktura padla na eno stran. Z napetostjo se je stavba verjetno prevrnila na sredino ali pa jo je raztrgalo. Zaradi strižne napetosti se je struktura verjetno zvila ali raztrgala, preden je padla.
Izziv
Zdaj, ko ste izvedeli, kako sile v potresu vplivajo na različne zgradbe, pojdite v laboratorij še korak naprej.
- Ali lahko načrtujete strukturo, ki prenese vse te simulirane sile? Zgradite še tri strukture z istimi materiali in jih preizkusite.
- Raziščite resnične potrese in si oglejte, kako arhitekti načrtujejo zgradbe, da preživijo potresne valove, ki jih povzroči potres.
- Ali lahko oblikujete simulacijo, ki je večja ali natančneje predstavlja silo v merilu?
Gradbeni okvir dovolj varen za potrese
Seveda boste morda opazili odstopanja v svojih rezultatih, odvisno od količine sile, ki ste jo izvajali. Vendar nestabilno ogrodje ne nudi varnosti med potresom. Pravzaprav inženirji načrtujejo potresno varne zgradbe, stanovanja in avtoceste, da prenesejo intenzivne površinske potresne valove. Ne pozabite tudi, da so potresi ne glede na to, kako uničujoči so lahko, tudi del tega, kar sestavlja različne oblike površja po vsem svetu.
