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ペーパータワーの課題は、荷重分布、運動学、ニュートンの運動の法則、およびその他の重要な原理を教えるため、構造工学の研究を始める学生にとって重要な課題です。チャレンジの簡単なバージョンでは、生徒は8 1/2×11インチの紙片から安定したタワーを構築します。ほとんどの戦略では、紙をストリップに切断し、桁に形成する必要があります。複数のチームが互いに対戦する場合、勝者チームは、倒れることなく、ファンからの風などの所定の力に耐えることができる最高のタワーを構築するチームです。
勝利戦略
タワーの最も重要な部分はベースであり、それを構築するにはいくつかのアプローチがありますが、最も安定した構造は正三脚です。荷重を対称的に分散するため、三脚は平らな紙よりも転倒に強くなります。また、三脚はタワーに高さを追加します。
ベースを構築したら、タワー自体に使用している残りの紙を使用します。最大の高さを目指している場合は、可能な限り最小のベースを作成する必要がありますが、経済性のために安定性を犠牲にしないでください。
ビルバーガーダー
この課題に対するすべての解決策には、紙を薄いストリップに切断し、それらを桁に形成することが含まれます。ペーパーから取得する桁の数を最大化します。そのためには、細いストリップをカットする必要がありますが、ストリップをあまりにも薄くカットすると、形成が困難になります。経済性と安定性の間の適切な妥協点は、用紙全体をその幅に沿って1インチのストリップに切断することです。
2つの方法でストリップをガーダーに形成できます。 1つは鉛筆で包んでシリンダーを作り、もう1つは三角形の断面を持つチューブに折ります。各桁のどちらかの端にあるテープで十分なはずですが、中央に3つ目のテープを追加することもできます。各桁の両端を少なくとも1インチはテープなしのままにします。これにより、桁を縦方向に合わせることができます。
ベースを構築する
ベース用の三脚を構築するには、少なくとも3つの桁が必要です。それらは中央の頂点から広がり、各足の間の距離は桁の長さに等しくなければなりません。頂点で桁を結合するには、1本のテープを桁の端に巻き付けて、桁の1つに収まるシリンダーを形成します。これを行うのが難しすぎる場合は、テーピングの前に両端を一緒に絞ってねじってください。
滑りやすい路面にタワーを建設する場合、ベースの安定化に問題が生じる可能性があります。 1つの解決策は、足をさらに3つの桁で接続して三角形を作成することです。これにより、タワーを構築するための桁が少なくなるため、それほど高くなることはありませんが、落下に対する抵抗力が高まります。
タワーを建てる
残りの桁を合わせて長いチューブを形成することにより、タワーを形成します。ある桁の端を別の桁の端に挿入し、テープでそれ以上押し込めなくなるまで押し込みます。これにより、ベースに使用した桁の数に応じて、長さが40〜60インチの単一のチューブが得られます。長いチューブの一方の端を3つのベースガーダーによって形成された頂点に押し込むことで、タワーを立てます。
紙を幅に沿ってカットしているため、紙を縦にカットする場合よりも桁が短くなります。つまり、タワーのジョイントが多くなります。ジョイントは桁のスパンよりも強いため、これは良いことです。ただし、実験が好きな人は、同じ手順でタワーを構築してみてください。ただし、今回は紙の長さに沿って桁を切断し、完成した2つのタワーの安定性を比較します。
追加の挑戦
一部の競技会では、テープの使用を許可していません。それでもこの戦略を使用してタワーを構築できますが、紙の端に小さな切り込みを入れて折り曲げることで、桁を一緒に留める方法を見つける必要があります。これを行うときは、手をきれいにして、鋭いハサミを使用してください。