Questo progetto scientifico insegnerà agli studenti come le forze si tirano o si spingono l'una contro l' altra per creare un terremoto. Tutti gli studenti delle scuole elementari, dall'asilo alla prima media, si divertiranno a scoprire come avvengono i terremoti con questo progetto.
Indagare sulle forze presenti nei terremoti
I terremoti sono eventi naturali devastanti e distruggono le proprietà con forti onde sismiche. Per evitare il crollo degli edifici, molti ingegneri costruiscono una struttura strutturale in grado di resistere alle intense onde sismiche.
Materiali
Per creare i tuoi "edifici", inizia raccogliendo i seguenti materiali:
- Due piatti di polistirolo diametro 16 cm
- Marshmallow in miniatura
- 6 o più bastoncini artigianali da 2 cm
- 6 o più bastoncini artigianali da 1 cm
- Righello
- Matita
- Quattro libri (più o meno della stessa larghezza)
Istruzioni per la struttura robusta
Inizia costruendo una struttura solida per il tuo edificio.
- Metti da parte qualche marshmallow in miniatura.
- Capovolgere i piatti di polistirolo.
- Con una matita fai quattro fori sopra ogni piatto.
- Inizia a costruire utilizzando uno o due marshmallow come fondo di un bastoncino da 2 cm.
- Posizionalo sopra il foro che hai praticato sulla lastra di polistirolo.
- Lascia che il marshmallow si depositi delicatamente sul piatto e continua con gli altri tre bastoncini artigianali da 2 cm.
- Assicurati di lasciare incastrato ogni oggetto poiché questo è il fondamento della struttura dell'edificio.
- Ripeti con altri bastoncini artigianali.
- Usa tutti i bastoncini che desideri e continua a costruire.
Istruzioni per Unstable Framework
Usa marshmallow in miniatura per costruire una struttura simile a quella stabile sopra.
- Capovolgi il piatto di polistirolo a faccia in giù.
- Inizia a costruire utilizzando uno o due marshmallow in miniatura per il bastoncino da 1 cm.
- Posizionalo delicatamente sopra il piatto di polistirolo come nella sezione precedente.
- Continua a costruire con tutti i bastoncini e i marshmallow che desideri.
Simulazione delle forze nei terremoti
Il mondo è composto da una miriade dinamica di pezzi come un puzzle. Le parti del puzzle sono chiamate placche continentali che si intrecciano attorno al globo. Quando forze estreme si scontrano, scivolano o si tagliano l'una sull' altra, iniziano a verificarsi terremoti.
Una volta completata la struttura robusta e non robusta, è il momento di simulare le forze del terremoto. Questa simulazione esaminerà tre tipi di forze nei terremoti: forze di compressione, tensione e taglio.
- Raccogli quattro libri di larghezza simile e posizionali su una superficie robusta.
- Disponi due libri uno accanto all' altro e mettici sopra un' altra serie di libri.
- Posiziona una delle costruzioni tra i libri (inizia con l'edificio con bastoncini da 2 cm).
- Sposta i libri uno accanto all' altro utilizzando le forze di taglio.
- Successivamente, fai scontrare i libri simulando delicatamente le forze di compressione.
- Infine, separa i libri per vedere cosa succede alla creazione dell'edificio mostrando le forze di tensione.
- Ripeti per la costruzione con bastoncini da 1 cm.
- Per ogni tipo di forza, registra le tue osservazioni. In che modo ciascun tipo di forza influisce in modo diverso su ciascun edificio?
Cos'è successo?
Sei riuscito a osservare quale tipo di struttura dell'edificio è in grado di resistere a forze diverse? Nel simulare gli effetti di compressione, taglio e tensione, potresti aver notato che la struttura dell'edificio spessa 1 cm non rimaneva bene in posizione durante nessuna simulazione. Potresti anche aver notato che la struttura tendeva a cadere in modo diverso in base al tipo di forza che veniva esercitata. Con la compressione la struttura tendeva a cadere da un lato. A causa della tensione l'edificio probabilmente è crollato al centro o è stato fatto a pezzi. Con lo stress di taglio, la struttura probabilmente si è attorcigliata o squarciata prima di cadere.
Sfida
Ora che hai imparato come le forze di un terremoto influenzano i vari edifici, fai un ulteriore passo avanti nel laboratorio.
- Riesci a progettare una struttura che resista a tutte queste forze simulate? Costruisci altre tre strutture utilizzando gli stessi materiali e testale.
- Ricerca sui terremoti reali e scopri come gli architetti progettano gli edifici per sopravvivere alle onde sismiche prodotte da un terremoto.
- Puoi progettare una simulazione che sia più grande o che rappresenti in modo più accurato la forza in scala?
Una struttura sufficientemente sicura per i terremoti
Naturalmente, a seconda della quantità di forza che stavi esercitando, potresti notare variazioni nei risultati. Tuttavia, una struttura instabile non offre sicurezza durante un terremoto. Infatti, gli ingegneri progettano edifici, abitazioni e autostrade antisismici per resistere alle intense onde sismiche superficiali. Ricorda anche che, per quanto distruttivi possano essere, i terremoti fanno anche parte di ciò che costituisce le varie morfologie del mondo.
