Sadržaj
Izazov papirnog tornja važna je vježba za studente koji započinju studij konstrukcijskog inženjerstva, jer podučava o raspodjeli opterećenja, kinematike, Newtonovim zakonima pokreta i drugim važnim načelima. U jednostavnoj verziji izazova, studenti grade stabilni toranj od jednog komada papira veličine 8 1/2 do 11 inča. Većina strategija zahtijeva rezanje papira na trake i njihovo oblikovanje u nosače. Kada se više od jednog tima natječe jedni protiv drugih, pobjednički tim je onaj koji izgradi najviši toranj koji može izdržati unaprijed određenu silu, kao što je povjetarac iz ventilatora, bez pada.
Pobjednička strategija
Najvažniji dio kule je baza, i iako postoji nekoliko pristupa njegovoj konstrukciji, najstabilnija konstrukcija je jednakostranični tronožac. Budući da teret raspoređuje simetrično, stativ se odupire prevrtanju bolje nego ravni papir. Stativ također dodaje visinu tornja.
Nakon što ste izgradili bazu, koristite preostali papir za sami toranj. Ako idete na maksimalnu visinu, htjet ćete stvoriti najmanju moguću bazu, ali ne žrtvujte stabilnost za ekonomiju ili kula možda neće moći izdržati ni lagani povjetarac.
Nosači građevinskog papira
Svako rješenje ovog izazova uključuje rezanje papira u tanke trake i njihovo oblikovanje u nosače. Želite maksimizirati broj nosača koji ste dobili od papira. Da biste to učinili, trebali biste izrezati tanke trake, ali ako režete trake previše tanko, teško ih je oblikovati. Dobar kompromis između ekonomičnosti i stabilnosti je izrezati cijeli list papira u trake od 1 inča duž njegove širine.
Trake možete oblikovati u nosače na dva načina. Jedno je omatati ih olovkom za izradu cilindara, a drugo ih je saviti u cijevi s trokutastim presjecima. Komad trake na bilo kojem kraju svakog nosača trebao bi biti dovoljan da ga drži zajedno, ali možda želite dodati treći komad trake u sredinu. Ostavite najmanje centimetar na oba kraja svake grede neiskorištenom. To će vam omogućiti postavljanje nosača zajedno po dužini.
Izgradite bazu
Za izgradnju stativa za bazu vam trebaju najmanje tri nosača. Oni bi trebali izvirivati iz središnjeg vrha, a razmak između stopala trebao bi biti jednak duljini nosača. Da biste se pridružili nosačima na vrhu, omotajte jedan komad trake oko krajeva nosača kako biste oblikovali cilindar koji može stati u jedan od nosača. Ako vam se čini da je to previše teško, stisnite krajeve zajedno i pržite ih prije snimanja.
Ako gradite toranj na skliskoj površini, možda ćete imati problema sa stabilizacijom baze. Jedno je rješenje spojiti noge s još tri nosača kako bi se stvorio trokut. To vam daje manje nosača za izgradnju tornja, tako da on neće biti toliko visok, ali bit će otporniji na pad.
Podignite toranj
Toranj oblikujete tako da preostale nosače oblikujete zajedno da formiraju dugu cijev. Umetnite kraj jedne grede u kraj drugog i gurnite ih dok traka ne spriječi da ih gurate dalje. To vam daje jednu cijev koja je dugačka između 40 i 60 inča, ovisno o tome koliko nosača ste koristili za bazu. Izgradite toranj tako što ćete jedan kraj duge cijevi gurnuti na vrh formiran od tri osnovna nosača.
Budući da ste rezali papir duž njegove širine, imate kraće nosače nego što biste režirali papir po dužini, što znači da kula ima više spojeva. To je dobra stvar, jer su zglobovi jači od raspona nosača. Međutim, ako ste netko tko voli eksperimentirati, pokušajte sagraditi toranj identičnim postupkom, ali ovaj put razrežite nosače duž duljine papira i usporedite stabilnost dviju gotovih kula.
Dodatni izazov
Neka natjecanja ne dopuštaju upotrebu kaseta. I dalje možete koristiti ovu strategiju za izgradnju tornja, ali morat ćete pronaći način da nosači ostanu zajedno praveći male rezove na krajevima papira i savijajući ih. Pri tome budite sigurni da su vam ruke čiste i koristite oštre škare.