Інструменти вчителя
-
Мета цього розділу
Цей розділ «Застосування» допоможе студентам зрозуміти, як стабільність конструкції застосовується в реальному світі, аналізуючи хмарочоси. Питання на цій сторінці можна досліджувати в групі, сприяючи обговоренню в класі, або індивідуально, запропонувавши студентам записати свої ідеї у своїх інженерних зошитах. Це можна використовувати як підсумкове оцінювання, наприклад домашнє завдання або формувальне оцінювання в класі. Клацніть тут (Google Doc/.docx/.pdf) для рубрики окремого інженерного блокнота та тут (Google Doc/.docx/.pdf) для рубрики співпраці. У розділі «Мотивація обговорення» наведено запитання, щоб змусити студентів задуматися про те, чим може бути корисною стабільність структури.
Міцність і форма важливі
Бачити будівлі, досить високі, щоб пробитися крізь хмари, викликає благоговіння. З удосконаленням технологій люди будують хмарочоси, які ще вищі, ніж раніше.
Будувати високі будівлі означає подолати гравітацію. Перші люди використовували дуже важкі матеріали, такі як камінь, для будівництва міцних будівель. Проте кам’яні будівлі не можуть бути хмарочосами, оскільки конструкція не витримує такої ваги. Такі винаходи, як сталь і бетон, а також методи їх спільного використання в фундаменті будівель дозволяють будівлям досягати висоти хмарочосів.
Форма будівлі також має значення. На малюнку ви бачите, що будівлі ніколи не ширші вгорі, ніж унизу. Основа будівлі повинна витримувати вагу, а також залишатися збалансованою. Природні явища, такі як вітер і землетруси, можуть спричинити хитання будівлі. Будівлі, верхня частина яких ширша за основу, можуть перекинутися! Вони повинні бути міцними, а також стійкими, щоб довго стояти вертикально.
Мотивувати обговорення
-
Хмарочоси
Хмарочоси можна побачити в більшості великих міст і є надзвичайними пам’ятками архітектури. Запропонуйте своїм учням обговорити, чому важлива стійкість хмарочоса.
З: Які фактори можуть спричинити нестабільність хмарочоса?
A: Можливі відповіді можуть включати форму, вагу (матеріали) і міцність (арматура) хмарочосів.
Q: Опишіть форму хмарочосів, які ви бачили особисто або на фотографіях.
A: Можливі відповіді можуть включати піраміду, прямокутник і квадрат. Учні повинні вміти звернути увагу на те, що верхня частина хмарочоса не може бути ширшою за нижню, оскільки це може призвести до того, що він стане нестійким (верхня частина важка) і впаде.
Q: Чи існують правила щодо висоти хмарочоса?
A: Правила залежать від штату та країни. Однак існують певні правила щодо висоти хмарочоса, щоб це не впливало на повітряний рух і схеми польотів. Ще один момент, який слід враховувати, полягає в тому, що надзвичайно високі хмарочоси можуть бути не вартими грошей для забудовників.