Инструментарий учителя
этого раздела
Этот раздел «Применение» поможет учащимся понять, как устойчивость конструкции применяется в реальном мире путем анализа небоскребов. Вопросы на этой странице можно изучать в группе, проводя обсуждение в классе, или индивидуально предлагая учащимся записывать свои идеи в свои инженерные тетради. Это можно использовать в качестве суммативной оценки, например, в качестве домашнего задания или формирующей оценки в классе. Нажмите здесь (Google Doc/.docx/.pdf) для отдельной рубрики инженерной тетради и здесь (Google Doc/.docx/.pdf) для рубрики сотрудничества. В разделе «Мотивация обсуждения» представлены вопросы, которые помогут учащимся задуматься о том, какую пользу может принести стабильность конструкции.
Сила и форма важны
Видеть здания, достаточно высокие, чтобы пронзить облака, впечатляет. По мере совершенствования технологий люди строят небоскребы, которые становятся еще выше, чем раньше.
Строительство высоких зданий означает преодоление гравитации. Древние люди использовали очень тяжелые материалы, такие как камень, для строительства прочных зданий. Однако каменные здания не могут быть небоскребами, потому что конструкция не может выдержать такой большой вес. Такие изобретения, как сталь и бетон, а также методы их совместного использования в фундаментах зданий позволяют зданиям достигать высоты небоскреба.
Форма здания также имеет значение. На картинке видно, что здания никогда не бывают шире вверху, чем внизу. Основание здания должно выдерживать вес и оставаться сбалансированным. Природные явления, такие как ветер и землетрясения, могут привести к раскачиванию здания. Здания, верхняя часть которых шире, чем основание, могут опрокинуться! Они должны быть прочными и устойчивыми, чтобы долго стоять в вертикальном положении.
Мотивировать обсуждение
Небоскребы можно увидеть в большинстве крупных городов и представляют собой необычные образцы архитектуры. Предложите своим ученикам обсудить, почему важна устойчивость небоскреба.
В: Какие факторы могут привести к нестабильности небоскреба?
А: Возможные ответы: форма небоскреба, вес (материалы) и прочность (армирование).
В: Опишите форму небоскребов, которые вы видели лично или по фотографиям.
А: Возможные ответы: пирамида, прямоугольник и квадрат. Учащиеся должны обратить внимание на то, что верхняя часть небоскреба не может быть шире нижней, поскольку это может привести к тому, что он станет неустойчивым (тяжелый верх) и упадет.
В: Существуют ли правила относительно высоты небоскреба?
A: Правила различаются в зависимости от штата и страны. Однако существуют некоторые правила относительно того, насколько высоким может быть небоскреб, чтобы он не влиял на воздушное движение и схемы полетов. Еще один момент, который следует учитывать, заключается в том, что чрезвычайно высокие небоскребы могут не стоить застройщикам денег.