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페이퍼 타워 챌린지는 하중 분산, 운동학, 뉴턴 운동 법칙 및 기타 중요한 원칙에 대해 가르치기 때문에 구조 공학 연구를 시작하는 학생들에게 중요한 연습입니다. 도전 과제의 간단한 버전에서 학생들은 8 1/2 x 11 인치 종이 한 장으로 안정적인 타워를 만듭니다. 대부분의 전략은 종이를 띠로 자르고 거더로 만드는 것을 요구합니다. 둘 이상의 팀이 서로 경쟁 할 때 우승 팀은 넘어지지 않고 팬의 바람과 같은 미리 정해진 양의 힘을 견딜 수있는 가장 높은 타워를 구축하는 팀입니다.
승리 전략
타워의 가장 중요한 부분은베이스이며, 타워를 구성하는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 안정적인 구조는 등변 삼각대입니다. 하중이 대칭 적으로 분포하기 때문에 삼각대는 평평한 종이보다 기울기가 잘 맞지 않습니다. 삼각대는 타워에 높이를 추가합니다.
받침대를 구성한 후에는 타워 자체에 나머지 용지를 사용하십시오. 최대 높이에 도달하면 가능한 가장 작은 받침대를 만들고 싶지만 경제에 대한 안정성을 희생하지 않으면 타워가 산들 바람을 견딜 수 없을 수도 있습니다.
건축 종이 대들보
이 도전에 대한 모든 해결책은 종이를 얇은 스트립으로 자르고 거더로 형성하는 것입니다. 종이에서 얻는 대들보의 수를 최대화하려고합니다. 이렇게하려면 얇은 스트립을 잘라야하지만 스트립을 너무 얇게 자르면 형성하기가 어렵습니다. 경제성과 안정성 사이의 좋은 타협은 전체 용지를 너비를 따라 1 인치 스트립으로 자르는 것입니다.
두 가지 방법으로 스트립을 거더로 형성 할 수 있습니다. 하나는 실린더를 만들기 위해 연필로 감싸고 다른 하나는 삼각형의 단면을 가진 튜브로 접는 것입니다. 각 대들보의 양쪽 끝에있는 테이프는 함께 고정하기에 충분해야하지만 중간에 세 번째 테이프를 추가 할 수 있습니다. 각 대들보의 양쪽 끝에 적어도 1 인치를 두드린 채로 두십시오. 이렇게하면 거더를 길이 방향으로 맞출 수 있습니다.
베이스 구축
베이스의 삼각대를 만들려면 최소 3 개의 거더가 필요합니다. 중앙 정점에서 튀어 나와야하며 각 발 사이의 거리는 대들보의 길이와 같아야합니다. 꼭지점의 대들보를 결합하려면 대들보의 끝 부분 주위에 단일 테이프를 감싸서 대들보 중 하나에 들어갈 수있는 실린더를 형성하십시오. 이 작업을하기가 너무 어렵다면 끝을 함께 짜서 두드리기 전에 꼬아주십시오.
미끄러운 표면에 탑을 세우는 경우 받침대를 고정하는 데 문제가있을 수 있습니다. 하나의 해결책은 발을 3 개의 거더와 연결하여 삼각형을 만드는 것입니다. 이렇게하면 탑을 지을 수있는 거더가 줄어들 기 때문에 높이는 높지 않지만 넘어지지는 않습니다.
탑을 세우다
나머지 거더를 함께 끼워 긴 튜브를 만들어 탑을 형성합니다. 한 대들보의 끝을 다른 대들보의 끝으로 삽입하고 테이프가 더 멀리 밀리지 않도록 끝까지 밀어 넣으십시오. 이것은베이스에 얼마나 많은 대들보를 사용 하느냐에 따라 40에서 60 인치 사이의 단일 튜브를 제공합니다. 긴 튜브의 한쪽 끝을 3 개의베이스 거더에 의해 형성된 정점으로 밀어서 탑을 세우십시오.
너비를 따라 용지를 자르기 때문에 용지를 세로로자를 때보 다 거더가 짧아 타워에 더 많은 조인트가 있습니다. 관절이 거더의 스팬보다 강하기 때문에 이것은 좋은 것입니다. 그러나 실험을 좋아하는 사람이 동일한 절차로 타워를 만들려고 시도하지만 이번에는 종이 길이에 따라 대들보를 자르고 두 개의 완성 된 타워의 안정성을 비교하십시오.
추가 도전
일부 경쟁사에서는 테이프 사용을 허용하지 않습니다. 이 전략을 사용하여 타워를 만들 수는 있지만 종이 끝에 작은 자르기를 만들고 접어서 대들보를 함께 유지할 수있는 방법을 찾아야합니다. 이 작업을 수행 할 때는 손이 깨끗하고 날카로운 가위를 사용하십시오.