Teacher Toolbox
-
Het doel van dit hoofdstuk
In dit gedeelte Toepassen kunnen leerlingen begrijpen hoe structuurstabiliteit in de echte wereld wordt toegepast door wolkenkrabbers te analyseren. De vragen op deze pagina kunnen als groep worden onderzocht door een klassikale discussie te faciliteren of door leerlingen individueel hun ideeën in hun technische notitieboekjes te laten schrijven. Dit kan worden gebruikt als summatieve beoordeling, zoals een huiswerkopdracht of formatieve beoordeling tijdens de les. Klik hier (Google Doc/.docx/.pdf) voor de individuele engineering notebook-rubriek en hier (Google Doc/.docx/.pdf) voor de samenwerkingsrubriek. In het gedeelte Motiveer discussie staan vragen om leerlingen aan het denken te zetten over hoe structuurstabiliteit nuttig kan zijn.
Kracht en vorm zijn belangrijk
Het is ontzagwekkend om gebouwen te zien die hoog genoeg zijn om door de wolken heen te dringen. Naarmate de technologie verbetert, bouwen mensen wolkenkrabbers die nog groter zijn dan voorheen.
Hoge gebouwen bouwen betekent de zwaartekracht overwinnen. Vroege mensen gebruikten zeer zware materialen zoals steen om sterke gebouwen te maken. Stenen gebouwen kunnen echter geen wolkenkrabbers zijn, omdat de constructie niet zoveel gewicht kan dragen. Uitvindingen als staal en beton, en technieken om deze samen te gebruiken bij het bouwen van funderingen, zorgen ervoor dat gebouwen wolkenkrabberhoogtes kunnen bereiken.
Ook de vorm van het gebouw is van belang. Op de foto zie je dat de gebouwen bovenaan nooit breder zijn dan onderaan. De basis van een gebouw moet het gewicht kunnen dragen en ook in balans blijven. Natuurlijke gebeurtenissen zoals wind en aardbevingen kunnen ervoor zorgen dat het gebouw gaat zwaaien. Gebouwen met een bredere bovenkant dan hun basis kunnen omvallen! Ze moeten sterk en ook stabiel zijn om lange tijd rechtop te kunnen staan.
Motiveer discussie
-
Wolkenkrabbers
Wolkenkrabbers zijn in de meeste grote steden te zien en zijn buitengewone architectonische stukken. Vraag uw leerlingen te bespreken waarom de stabiliteit van een wolkenkrabber belangrijk is.
Vraag: Welke factoren kunnen ervoor zorgen dat een wolkenkrabber instabiel is?
A: Mogelijke antwoorden kunnen de vorm, het gewicht (materialen) en de sterkte (versterking) van de wolkenkrabber zijn.
Vraag: Beschrijf de vorm van wolkenkrabbers die je persoonlijk of op foto's hebt gezien.
A: Mogelijke antwoorden kunnen een piramide, rechthoek en vierkant zijn. De leerlingen moeten kunnen opmerken dat de bovenkant van de wolkenkrabber niet breder mag zijn dan de onderkant, omdat deze hierdoor instabiel kan worden (topzwaar) en kan omvallen.
Vraag: Zijn er regels voor hoe hoog een wolkenkrabber mag zijn?
A: Regels variëren per staat en land. Er bestaan echter wel enkele regels voor hoe hoog een wolkenkrabber mag zijn, zodat deze geen invloed heeft op het luchtverkeer en de vliegpatronen. Een ander punt om te overwegen is dat extreem hoge wolkenkrabbers voor ontwikkelaars misschien niet het geld waard zijn.