Come sono fatti i grattacieli
Toolbox per l'insegnante
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Lo scopo di questa sezione
Questa sezione Applicativa aiuterà gli studenti a comprendere come la stabilità delle strutture viene applicata nel mondo reale analizzando i grattacieli. Le domande contenute in questa pagina possono essere esaminate in gruppo, promuovendo una discussione in classe, oppure individualmente, chiedendo agli studenti di scrivere le proprie idee nei loro quaderni di ingegneria. Può essere utilizzato come valutazione sommativa, ad esempio come compito per casa, o come valutazione formativa in classe. Fare clic su qui (Google Doc/.docx/.pdf) per la rubrica del quaderno di ingegneria individuale e qui (Google Doc/.docx/.pdf) per la rubrica di collaborazione. La sezione Motivate Discussion fornisce domande per far riflettere gli studenti su come la stabilità della struttura possa essere utile.
Forza e forma sono importanti
Vedere edifici così alti da penetrare le nuvole è davvero impressionante. Con il progresso della tecnologia, gli esseri umani costruiscono grattacieli ancora più alti di prima.
Costruire edifici alti significa vincere la gravità. Gli uomini primitivi utilizzavano materiali molto pesanti, come la pietra, per costruire edifici resistenti. Tuttavia, gli edifici in pietra non possono essere considerati grattacieli, perché la struttura non è in grado di sostenere un peso così elevato. Invenzioni come l'acciaio e il cemento, e le tecniche per il loro utilizzo congiunto nelle fondamenta degli edifici, consentono agli edifici di raggiungere altezze degne di un grattacielo.
Anche la forma dell'edificio è importante. Nell'immagine si può notare che gli edifici non sono mai più larghi in alto che in basso. La base di un edificio deve sostenere il peso e allo stesso tempo restare in equilibrio. Eventi naturali come vento e terremoti potrebbero causare oscillazioni dell'edificio. Gli edifici con una sommità più larga della base potrebbero crollare! Devono essere robusti e stabili per poter restare in posizione verticale a lungo.
Motivare Discussione
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Grattacieli
I grattacieli sono presenti nella maggior parte delle grandi città e sono straordinari esempi di architettura. Chiedi ai tuoi studenti di spiegare perché la stabilità di un grattacielo è importante.
D: Quali fattori potrebbero rendere instabile un grattacielo?
R: Le possibili risposte possono includere la forma del grattacielo, il suo peso (materiali) e la sua resistenza (rinforzo).
D: Descrivi la forma dei grattacieli che hai visto di persona o in foto.
A: Le possibili risposte possono includere una piramide, un rettangolo e un quadrato. Gli studenti dovrebbero essere in grado di notare che la parte superiore del grattacielo non può essere più larga della parte inferiore perché ciò potrebbe renderlo instabile (pesante nella parte superiore) e farlo cadere.
D: Esistono delle regole che stabiliscono quanto può essere alto un grattacielo?
R: Le regole variano a seconda dello stato e del paese. Esistono tuttavia delle regole che stabiliscono quanto può essere alto un grattacielo, in modo che non influisca sul traffico aereo e sulle rotte dei voli. Un altro punto da considerare è che i grattacieli estremamente alti potrebbero non valere la spesa per gli sviluppatori.