桥梁的物理学

三年级的物理学生最近参加了一场造桥比赛,作为工程单元的一部分。要求符合一定的尺寸规格,男孩们面临的挑战是建造最轻的桥,并能支撑最重的负荷。桥梁必须跨越40厘米,宽度不超过8厘米,并支撑至少10公斤(约25磅)才能获得基本分。高质量的建筑、美学和失败时的重量与负载比率将获得附加分。

结果是大量的跨度,包括拱形、悬挂式和各种各样的桁架。最后,有10个结构能够支撑400磅的负荷而不倒。最轻的桥(81克)是由哈里-魏茨尔设计的。它在超过自身重量2200倍的情况下仍能坚持。

为了支持这一挑战,这些学生一直在研究结构的性质、稳定性和材料的强度,作为课程的一部分,他们参观了目前围绕校园的活跃的施工现场。在Shawmut公司首席现场工程师的带领下,讨论的重点是钢筋混凝土桥墩的重要性,三英尺深的钢工字梁(将横跨室内体育中心)以及用于移动重物的大型设备。

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