Πώς κατασκευάζονται οι ουρανοξύστες
Εργαλειοθήκη Εκπαιδευτικού
-
Ο Σκοπός αυτής της Ενότητας
Αυτή η ενότητα Εφαρμογής θα βοηθήσει τους μαθητές να κατανοήσουν πώς εφαρμόζεται η σταθερότητα της δομής στον πραγματικό κόσμο αναλύοντας ουρανοξύστες. Οι ερωτήσεις σε αυτήν τη σελίδα μπορούν να διερευνηθούν ως ομάδα, διευκολύνοντας μια συζήτηση στην τάξη ή ζητώντας από τους μαθητές να γράψουν τις ιδέες τους στα τετράδιά τους για τη μηχανική. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συνοπτική αξιολόγηση, όπως μια εργασία για το σπίτι ή μια διαμορφωτική αξιολόγηση στην τάξη. Κάντε κλικ εδώ (Google Doc) για την ατομική ρουμπρίκα του σημειωματάριου μηχανικής και εδώ (Google Doc για την ρουμπρίκα συνεργασίας. Η ενότητα «Κίνητρο για Συζήτηση» παρέχει ερωτήσεις που ωθούν τους μαθητές να σκεφτούν πώς η σταθερότητα της δομής μπορεί να είναι χρήσιμη.
Η δύναμη και το σχήμα είναι σημαντικά
Το να βλέπεις κτίρια αρκετά ψηλά ώστε να διαπερνούν τα σύννεφα είναι εντυπωσιακό. Καθώς η τεχνολογία βελτιώνεται, οι άνθρωποι χτίζουν ουρανοξύστες που είναι ακόμη ψηλότεροι από πριν.
Η κατασκευή ψηλών κτιρίων σημαίνει υπερνίκηση της βαρύτητας. Οι πρώτοι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν πολύ βαριά υλικά όπως πέτρα για να κατασκευάσουν ανθεκτικά κτίρια. Τα πέτρινα κτίρια δεν μπορούν να είναι ουρανοξύστες, επειδή η κατασκευή δεν μπορεί να αντέξει τόσο μεγάλο βάρος. Εφευρέσεις όπως ο χάλυβας και το σκυρόδεμα, καθώς και τεχνικές για τη συνδυασμένη χρήση τους στα θεμέλια κτιρίων, επιτρέπουν στα κτίρια να φτάσουν σε ύψος ουρανοξύστη.
Το σχήμα του κτιρίου έχει επίσης σημασία. Στην εικόνα, μπορείτε να δείτε ότι τα κτίρια δεν είναι ποτέ πιο φαρδιά στην κορυφή από ό,τι στο κάτω μέρος. Η βάση ενός κτιρίου πρέπει να υποστηρίζει το βάρος και να διατηρεί την ισορροπία της. Φυσικά φαινόμενα όπως οι άνεμοι και οι σεισμοί θα μπορούσαν να προκαλέσουν ταλάντωση του κτιρίου. Κτίρια με πλατύτερη κορυφή από τη βάση τους θα μπορούσαν να ανατραπούν! Πρέπει να είναι δυνατά και σταθερά για να στέκονται όρθια για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Κίνητρο για συζήτηση
-
Ουρανοξύστες
Οι ουρανοξύστες εμφανίζονται στις περισσότερες μεγάλες πόλεις και αποτελούν εξαιρετικά αρχιτεκτονικά μνημεία. Παροτρύνετε τους μαθητές σας να συζητήσουν γιατί είναι σημαντική η σταθερότητα ενός ουρανοξύστη.
Ε: Ποιοι παράγοντες θα μπορούσαν να προκαλέσουν αστάθεια σε έναν ουρανοξύστη;
Α: Πιθανές απαντήσεις μπορεί να περιλαμβάνουν το σχήμα, το βάρος (υλικά) και την αντοχή (ενίσχυση) του ουρανοξύστη.
Ε: Περιγράψτε το σχήμα των ουρανοξυστών που έχετε δει είτε αυτοπροσώπως είτε από φωτογραφίες.
Α: Πιθανές απαντήσεις μπορεί να περιλαμβάνουν πυραμίδα, ορθογώνιο και τετράγωνο. Οι μαθητές θα πρέπει να είναι σε θέση να σημειώσουν ότι η κορυφή του ουρανοξύστη δεν μπορεί να είναι πιο φαρδιά από τη βάση, επειδή αυτό μπορεί να τον κάνει ασταθή (να βαραίνει η κορυφή) και να πέσει.
Ε: Υπάρχουν κανόνες για το πόσο ύψος μπορεί να έχει ένας ουρανοξύστης;
Α: Οι κανόνες διαφέρουν ανάλογα με την πολιτεία και τη χώρα. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι κανόνες για το πόσο υψηλός μπορεί να είναι ένας ουρανοξύστης, ώστε να μην επηρεάζει την εναέρια κυκλοφορία και τα πρότυπα πτήσεων. Ένα άλλο σημείο που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι οι εξαιρετικά ψηλοί ουρανοξύστες μπορεί να μην αξίζουν τα χρήματα για τους κατασκευαστές.