Этот научный проект научит учащихся тому, как силы притягивают или толкают друг друга, вызывая землетрясение. Любой ученик начальной школы, от детского сада до шестого класса, с удовольствием узнает, как происходят землетрясения, с помощью этого проекта.
Исследование сил землетрясений
Землетрясения - это разрушительные природные явления, разрушающие имущество сильными сейсмическими волнами. Чтобы предотвратить обрушение зданий, многие инженеры создают структурный каркас, способный противостоять интенсивным сейсмическим волнам.
Материалы
Чтобы создать свои «здания», начните со сбора следующих материалов:
- Две пенопластовые пластины диаметром 16 см
- Миниатюрный зефир
- 6 или более палочек для рукоделия диаметром 2 см
- 6 или более палочек для творчества диаметром 1 см
- Линейка
- Карандаш
- Четыре книги (примерно одинаковой ширины)
Инструкции по прочному каркасу
Начните с создания прочного каркаса вашего здания.
- Отложите несколько миниатюрных зефиров.
- Переверните пенопластовые пластины.
- Проделайте карандашом четыре отверстия сверху каждой тарелки.
- Начните сборку, используя одну или две зефирки в качестве нижней части 2-сантиметровой палочки.
- Поместите его поверх отверстия, которое вы сделали в пенопластовой пластине.
- Оставьте зефир аккуратно на тарелке и продолжите работу с тремя другими палочками диаметром 2 см.
- Обязательно дайте каждой палочке застыть, поскольку это основа каркаса здания.
- Повторите то же самое с дополнительными палочками.
- Используйте столько палочек, сколько захотите, и продолжайте строить.
Инструкции для нестабильной платформы
Используйте миниатюрные зефиры, чтобы создать структуру, аналогичную стабильной структуре выше.
- Переверните пенопластовую пластину лицевой стороной вниз.
- Начните сборку, используя один или два миниатюрных зефира в качестве палочки для творчества диаметром 1 см.
- Осторожно поместите его поверх пенопластовой пластины, как описано в предыдущем разделе.
- Продолжайте строить, используя столько палочек и зефира, сколько захотите.
Моделирование сил при землетрясениях
Мир состоит из множества динамичных частей, словно мозаика. Части головоломки называются континентальными плитами, которые переплетаются вокруг земного шара. Когда экстремальные силы сталкиваются, скользят или сдвигаются друг с другом, начинают возникать землетрясения.
После того, как вы завершили создание прочного и непрочного каркаса, пришло время смоделировать силы землетрясения. В этом моделировании будут рассмотрены три типа сил при землетрясениях: силы сжатия, растяжения и сдвига.
- Соберите четыре книги одинаковой ширины и положите их на прочную поверхность.
- Положите две книги лицом друг к другу и положите сверху еще один набор книг.
- Поместите одну из строительных конструкций между книгами (начните со здания из палочек 2 см).
- Перемещайте книги рядом, используя сдвигающую силу.
- Далее аккуратно сталкивайте книги, моделируя силу сжатия.
- Наконец, разберите книги и посмотрите, что произойдет с построением здания, показывающим силы напряжения.
- Повторите постройку из палочек диаметром 1 см.
- Для каждого типа силы запишите свои наблюдения. Как каждый тип силы по-разному влияет на каждое здание?
Что случилось?
Удалось ли вам наблюдать, какой тип конструкции здания способен выдерживать различные нагрузки? При моделировании эффектов сжатия, сдвига и растяжения вы могли заметить, что каркас здания толщиной 1 см плохо удерживался на месте при любом моделировании. Возможно, вы также заметили, что конструкция имела тенденцию падать по-разному в зависимости от типа приложенной силы. При сжатии конструкция имела тенденцию падать набок. От напряжения здание, вероятно, рухнуло на середину или развалилось на части. Под действием напряжения сдвига конструкция, вероятно, скрутилась или разорвалась на части, прежде чем упасть.
Вызов
Теперь, когда вы узнали о том, как силы землетрясения влияют на различные здания, сделайте еще один шаг в лаборатории.
- Можете ли вы спроектировать конструкцию, которая выдержит все эти смоделированные силы? Постройте еще три конструкции из тех же материалов и протестируйте их.
- Исследуйте реальные землетрясения и узнайте, как архитекторы проектируют здания, способные выдержать сейсмические волны, создаваемые землетрясением.
- Можете ли вы создать модель, которая будет больше или точнее отображает масштабируемую силу?
Строительство достаточно безопасного для землетрясений каркаса
Конечно, в зависимости от того, какую силу вы приложили, ваши результаты могут различаться. Однако нестабильная конструкция не обеспечивает безопасность во время землетрясения. Фактически, инженеры проектируют сейсмобезопасные здания, жилые дома и автомагистрали, чтобы они могли противостоять интенсивным поверхностным сейсмическим волнам. Помните также, какими бы разрушительными ни были землетрясения, они также являются частью различных форм рельефа по всему миру.
