Inhalt
- Eine erfolgreiche Strategie
- Gebäude Papierträger
- Baue die Basis
- Errichte den Turm
- Eine zusätzliche Herausforderung
Die Paper Tower Challenge ist eine wichtige Übung für Studenten, die mit dem Studium des Bauingenieurwesens beginnen, da sie Informationen zur Lastverteilung, zur Kinematik, zu Newtons Bewegungsgesetzen und zu anderen wichtigen Prinzipien vermittelt. In einer einfachen Version der Herausforderung bauen die Schüler einen stabilen Turm aus einem einzigen Stück 8 1/2-mal-11-Zoll-Papier. Bei den meisten Strategien muss das Papier in Streifen geschnitten und zu Trägern geformt werden. Wenn mehr als eine Mannschaft gegeneinander antritt, ist die siegreiche Mannschaft diejenige, die den höchsten Turm baut, der einer vorgegebenen Kraft wie der Brise eines Lüfters standhält, ohne umzufallen.
Eine erfolgreiche Strategie
Der wichtigste Teil des Turms ist die Basis, und obwohl es verschiedene Ansätze gibt, um ihn zu bauen, ist die stabilste Struktur ein gleichseitiges Stativ. Durch die symmetrische Lastverteilung ist das Stativ kippsicherer als ein flaches Stück Papier. Das Stativ verleiht dem Turm zusätzliche Höhe.
Nachdem Sie den Sockel aufgebaut haben, verwenden Sie den Rest des Papiers, das Sie für den Turm selbst haben. Wenn Sie maximale Höhe anstreben, möchten Sie die kleinstmögliche Basis schaffen, aber opfern Sie nicht die Stabilität für die Wirtschaftlichkeit, da der Turm möglicherweise nicht einmal einer leichten Brise standhält.
Gebäude Papierträger
Bei jeder Lösung dieser Herausforderung wird das Papier in dünne Streifen geschnitten und zu Trägern geformt. Sie möchten die Anzahl der Träger maximieren, die Sie aus dem Papier erhalten. Dazu sollten Sie dünne Streifen schneiden, aber wenn Sie die Streifen zu dünn schneiden, sind sie schwer zu formen. Ein guter Kompromiss zwischen Wirtschaftlichkeit und Stabilität besteht darin, das gesamte Blatt Papier entlang seiner Breite in 1-Zoll-Streifen zu schneiden.
Sie können die Streifen auf zwei Arten zu Trägern formen. Eine besteht darin, sie um einen Bleistift zu wickeln, um Zylinder herzustellen, und die andere darin, sie in Röhren mit dreieckigem Querschnitt zu falten. Ein Stück Klebeband an beiden Enden jedes Trägers sollte ausreichen, um es zusammenzuhalten, aber Sie können ein drittes Stück Klebeband in der Mitte hinzufügen. Lassen Sie an beiden Enden jedes Trägers mindestens 2,5 cm frei. Auf diese Weise können Sie die Träger in Längsrichtung zusammenfügen.
Baue die Basis
Sie benötigen mindestens drei Träger, um ein Stativ für die Basis zu bauen. Sie sollten von einem zentralen Scheitelpunkt ausgehen und der Abstand zwischen den Füßen sollte der Länge eines Trägers entsprechen. Um die Träger an der Spitze zu verbinden, wickeln Sie ein einzelnes Stück Klebeband um die Enden der Träger, um einen Zylinder zu bilden, der in einen der Träger passen kann. Wenn Ihnen dies zu schwer fällt, drücken Sie die Enden zusammen und drehen Sie sie, bevor Sie mit dem Tapen beginnen.
Wenn Sie den Turm auf einer rutschigen Oberfläche errichten, können Sie Probleme haben, die Basis zu stabilisieren. Eine Lösung besteht darin, die Füße mit drei weiteren Trägern zu verbinden, um ein Dreieck zu bilden. Dies gibt Ihnen weniger Träger, um den Turm zu bauen, so dass er nicht so hoch ist, aber widerstandsfähiger gegen Absturz.
Errichte den Turm
Sie bilden den Turm, indem Sie die verbleibenden Träger zu einem langen Rohr zusammenfügen. Führen Sie das Ende eines Trägers in das Ende eines anderen ein und schieben Sie sie zusammen, bis das Klebeband verhindert, dass Sie sie weiter schieben. Dies gibt Ihnen eine einzelne Röhre, die zwischen 40 und 60 Zoll lang ist, abhängig von der Anzahl der Träger, die Sie für die Basis verwendet haben. Stellen Sie den Turm auf, indem Sie ein Ende des langen Rohrs auf die Spitze drücken, die von den drei Basisträgern gebildet wird.
Da Sie das Papier entlang seiner Breite geschnitten haben, haben Sie kürzere Träger als wenn Sie das Papier in Längsrichtung schneiden würden, was bedeutet, dass der Turm mehr Fugen hat. Das ist gut so, denn die Fugen sind stärker als die Spannweiten der Träger. Wenn Sie jedoch jemand sind, der gerne experimentiert, versuchen Sie, einen Turm mit der gleichen Vorgehensweise zu bauen, aber schneiden Sie diesmal die Träger entlang der Länge des Papiers und vergleichen Sie die Stabilität der beiden fertigen Türme.
Eine zusätzliche Herausforderung
Bei einigen Wettbewerben ist die Verwendung von Klebeband nicht zulässig. Mit dieser Strategie können Sie den Turm immer noch bauen, aber Sie müssen einen Weg finden, die Träger zusammenzuhalten, indem Sie kleine Schnitte in die Enden des Papiers machen und sie zusammenfalten. Achten Sie darauf, dass Ihre Hände dabei sauber sind und verwenden Sie eine scharfe Schere.