Այս գիտական նախագիծը ուսանողներին կսովորեցնի, թե ինչպես են ուժերը ձգում կամ հրում միմյանց՝ երկրաշարժ ստեղծելու համար: Տարրական դպրոցի ցանկացած աշակերտ՝ մանկապարտեզից մինչև վեցերորդ դասարան, այս նախագծով հաճույքով կսովորի, թե ինչպես են տեղի ունենում երկրաշարժերը։
Ուժերի հետախուզում երկրաշարժերի ժամանակ
Երկրաշարժերը ավերիչ բնական իրադարձություններ են, և դրանք ոչնչացնում են գույքը ուժեղ սեյսմիկ ալիքներով։ Շենքերի փլուզումը կանխելու համար շատ ինժեներներ կառուցում են կառուցվածքային շրջանակ՝ ինտենսիվ սեյսմիկ ալիքներին դիմակայելու համար:
Նյութեր
Ձեր «շենքերը» ստեղծելու համար սկսեք հավաքելով հետևյալ նյութերը՝
- Երկու 16 սմ տրամագծով պոլիստիրոլ ափսե
- Մանրանկարիչ մարշմալոու
- 6 կամ ավելի 2 սմ-անոց ձողիկներ
- 6 կամ ավելի 1 սմ-անոց ձողիկներ
- Քանոն
- Մատիտ
- Չորս գիրք (մոտ նույն լայնությամբ)
Հրահանգներ ամուր շրջանակի համար
Սկսեք ձեր շենքի համար ամուր շրջանակ կառուցելով:
- Մի կողմ դրեք մի քանի մանրանկարիչ մարշմալոու.
- Շրջեք պոլիստիրոլի թիթեղները.
- Յուրաքանչյուր ափսեի վրա մատիտով անցկացրեք չորս անցք։
- Սկսեք կառուցել՝ օգտագործելով մեկ կամ երկու մարշմալոու 2 սմ-անոց ձողիկի հատակի համար:
- Դրեք այն պոլիստիրոլից պատրաստված անցքի վերևում։
- Թողեք մարշմելոուն նրբորեն թխվի ափսեի վրա և շարունակեք մնացած երեք 2 սմ-անոց ձողիկներով։
- Համոզվեք, որ թողեք յուրաքանչյուր արհեստագործական ձողիկ, քանի որ սա շենքի շրջանակի հիմքն է։
- Կրկնեք լրացուցիչ ձողիկներով։
- Օգտագործեք այնքան ձողիկներ, որքան ցանկանում եք և շարունակեք կառուցել։
Անկայուն շրջանակի հրահանգներ
Օգտագործեք մանրանկարչական մարշմալոուներ՝ կառուցելու նմանատիպ շրջանակ, ինչպես վերը նշված կայուն շրջանակը:
- Շրջեք պոլիստիրոլի թիթեղը դեմքով ներքև։
- Սկսեք կառուցել՝ օգտագործելով մեկ կամ երկու մանրանկարչություն 1 սմ-անոց ձողիկի համար:
- Նրբորեն դրեք այն պոլիստիրոլի ափսեի վրա, ինչպես նախորդ բաժնում։
- Շարունակեք կառուցել այնքան փայտիկներով և մարշմալով, որքան ցանկանում եք։
Ուժերի մոդելավորում երկրաշարժերում
Աշխարհը հավաքված է դինամիկ անհամար կտորների մեջ, ինչպես ոլորահատ սղոց: Փազլի մասերը կոչվում են մայրցամաքային թիթեղներ, որոնք միահյուսվում են ամբողջ աշխարհում: Երբ ծայրահեղ ուժերը բախվում են, սահում կամ սահում միմյանց վրա, սկսում են առաջանալ երկրաշարժեր:
Հենց որ ավարտեք ձեր ամուր և անկայուն շրջանակը, ժամանակն է մոդելավորել երկրաշարժի ուժերը: Այս մոդելավորումը կանդրադառնա երկրաշարժերի ժամանակ երեք տեսակի ուժերի՝ սեղմման, ձգման և կտրվածքի ուժի:
- Հավաքեք նույն լայնությամբ չորս գիրք և դրեք ամուր մակերեսի վրա։
- Երես կողք կողքի կանգնեք երկու գրքերի վրա և վերևում դրեք գրքերի ևս մեկ հավաքածու։
- Շենքի կոնստրուկցիաներից մեկը տեղադրեք գրքերի արանքում (սկսեք շենքից 2 սմ-անոց փայտիկներով):
- Տեղափոխեք գրքերը կողք կողքի՝ օգտագործելով կտրող ուժեր:
- Հաջորդը, բախեք գրքերը մեղմորեն նմանակելով սեղմման ուժերը:
- Վերջապես, քանդեք գրքերը, որպեսզի տեսնեք, թե ինչ է պատահում շենքի ստեղծմանը, քանի որ ցույց է տալիս լարվածության ուժերը:
- Կրկնեք շենքի համար 1 սմ-անոց ձողիկներով։
- Յուրաքանչյուր տեսակի ուժի համար գրանցեք ձեր դիտարկումները: Ինչպե՞ս է յուրաքանչյուր տեսակի ուժը տարբեր կերպ ազդում յուրաքանչյուր շենքի վրա:
Ինչ է պատահել?
Կարո՞ղ էիք դիտարկել, թե շենքի որ տեսակի շրջանակն է կարողացել դիմակայել տարբեր ուժերին: Սեղմման, կտրվածքի և ձգման հետևանքները մոդելավորելիս դուք կարող եք նկատել, որ 1 սմ հաստությամբ շենքի շրջանակը լավ չի պահվում որևէ մոդելավորման համար: Դուք կարող եք նաև նկատել, որ կառուցվածքը հակված էր այլ կերպ ընկնելու՝ կախված գործադրվող ուժի տեսակից: Սեղմման դեպքում կառուցվածքը հակված էր մի կողմ ընկնելու: Լարվածությամբ շենքը հավանաբար մեջտեղն է ընկել կամ պոկվել։Կտրող լարվածության դեպքում կառուցվածքը հավանաբար ոլորվել կամ պոկվել է նախքան ընկնելը:
Մարտահրավեր
Հիմա, երբ իմացաք, թե ինչպես են երկրաշարժի ուժերը ազդում տարբեր շենքերի վրա, մի քայլ առաջ գնացեք լաբորատորիայում:
- Կարո՞ղ եք նախագծել այնպիսի կառուցվածք, որը դիմակայում է այս բոլոր նմանակված ուժերին: Կառուցեք ևս երեք կառույցներ՝ օգտագործելով նույն նյութերը և փորձարկեք դրանք։
- Ուսումնասիրեք իրական երկրաշարժերը և տեսեք, թե ինչպես են ճարտարապետները նախագծում շենքերը՝ երկրաշարժից առաջացած սեյսմիկ ալիքներից փրկվելու համար:
- Կարո՞ղ եք նախագծել սիմուլյացիա, որն ավելի մեծ է կամ ավելի ճշգրիտ ներկայացնում է մասշտաբի ուժը:
Շենքի շրջանակը բավական անվտանգ է երկրաշարժերի համար
Իհարկե, կախված ձեր գործադրած ուժի քանակից, դուք կարող եք տեսնել ձեր արդյունքների տատանումները: Այնուամենայնիվ, անկայուն շրջանակն անվտանգություն չի ապահովում երկրաշարժի ժամանակ: Իրականում, ինժեներները նախագծում են սեյսմիկ անվտանգ շենքեր, բնակարաններ և մայրուղիներ՝ դիմակայելու ինտենսիվ, մակերեսային սեյսմիկ ալիքներին:Հիշեք նաև, որքան էլ որ ավերիչ երկրաշարժերը լինեն, դրանք նաև մաս են կազմում աշխարհի տարբեր լանդշաֆտների:
