Comment sont fabriqués les gratte-ciel
Boîte à outils de l'enseignant
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Le but de cette section
Cette section Appliquer aidera les élèves à comprendre comment la stabilité de la structure est appliquée dans le monde réel en analysant les gratte-ciel. Les questions de cette page peuvent être explorées en groupe en animant une discussion en classe ou en demandant individuellement aux élèves d'écrire leurs idées dans leurs cahiers d'ingénierie. Cela peut être utilisé comme une évaluation sommative telle qu'un devoir ou une évaluation formative en classe. Cliquez ici (Google Doc/.docx/.pdf) pour la rubrique de bloc-notes d'ingénierie individuelle et ici (Google Doc/.docx/.pdf) pour la rubrique de collaboration. La section Motiver la discussion fournit des questions pour amener les élèves à réfléchir à la façon dont la stabilité de la structure peut être utile.
La force et la forme sont importantes
Voir des bâtiments assez hauts pour percer les nuages est impressionnant. À mesure que la technologie s'améliore, les humains construisent des gratte-ciel encore plus hauts qu'auparavant.
Construire de grands bâtiments, c'est surmonter la gravité. Les premiers humains utilisaient des matériaux très lourds comme la pierre pour construire des bâtiments solides. Les bâtiments en pierre ne peuvent cependant pas être des gratte-ciel, car la structure ne peut pas supporter autant de poids. Des inventions comme l'acier et le béton, et les techniques pour les utiliser ensemble dans les fondations de bâtiments permettent aux bâtiments d'atteindre des hauteurs de gratte-ciel.
La forme du bâtiment compte également. Sur la photo, vous pouvez voir que les bâtiments ne sont jamais plus larges en haut qu'en bas. La base d'un bâtiment doit supporter le poids et rester en équilibre. Des événements naturels tels que le vent et les tremblements de terre pourraient faire basculer le bâtiment. Des bâtiments avec un toit plus large que leur base pourraient basculer ! Ils doivent être solides et stables pour rester debout longtemps.
Motiver la discussion
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Gratte-ciel
Les gratte-ciel sont visibles dans la majorité des grandes villes et sont des pièces d'architecture extraordinaires. Invitez vos élèves à discuter de l'importance de la stabilité d'un gratte-ciel.
Q : Quels facteurs pourraient rendre un gratte-ciel instable ?
R : Les réponses possibles peuvent inclure la forme, le poids (matériaux) et la résistance (renforcement) des gratte-ciel.
Q : Décrivez la forme des gratte-ciel que vous avez vus en personne ou sur des photos.
R : Les réponses possibles peuvent inclure une pyramide, un rectangle et un carré. Les élèves doivent être en mesure de noter que le haut du gratte-ciel ne peut pas être plus large que le bas, car cela pourrait le rendre instable (haut lourd) et le faire tomber.
Q : Existe-t-il des règles pour déterminer la hauteur d'un gratte-ciel ?
R : Les règles varient selon l'état et le pays. Cependant, certaines règles existent pour la hauteur d'un gratte-ciel afin qu'il n'affecte pas le trafic aérien et les schémas de vol. Un autre point à considérer est que les gratte-ciel extrêmement hauts peuvent ne pas valoir la peine pour les développeurs.