Aquest projecte científic ensenyarà als estudiants com les forces tiren o s'empenyen les unes contra les altres per crear un terratrèmol. Qualsevol alumne de primària, des d'infantil fins a sisè, gaudirà d'aprendre com succeeixen els terratrèmols amb aquest projecte.
Investigant les forces en els terratrèmols
Els terratrèmols són esdeveniments naturals devastadors i destrueixen propietats amb fortes ones sísmiques. Per evitar que els edificis s'esfondrin, molts enginyers construeixen un marc estructural per suportar les intenses ones sísmiques.
Materials
Per crear els vostres "edificis", comenceu per reunir els materials següents:
- Dues plaques d'escuma de poliestirè de 16 cm de diàmetre
- Malvaviscos en miniatura
- 6 pals de 2 cm o més
- 6 o més varetes d'1 cm
- Regla
- llapis
- Quatre llibres (aproximadament la mateixa amplada)
Instruccions per a un marc sòlid
Comenceu construint un marc sòlid per al vostre edifici.
- Deixa de banda uns quants malvaviscos en miniatura.
- Gira les plaques d'escuma de poliestirè.
- Feu quatre forats a la part superior de cada plat amb un llapis.
- Comença a construir utilitzant un o dos malvaviscos per a la part inferior d'un pal de 2 cm.
- Coloqueu-lo a sobre del forat que vau fer de la placa d'escuma de poliestirè.
- Deixeu que el marshmallow es posin suaument al plat i continueu amb els altres tres pals de 2 cm.
- Assegureu-vos de deixar que cada pal d'artesania s'enganxi, ja que aquesta és la base del marc de l'edifici.
- Repetiu amb pals de manualitats addicionals.
- Fes servir tants pals de manualitats com vulguis i segueix construint.
Instruccions per a un marc inestable
Feu servir marshmallows en miniatura per crear un marc similar al marc estable anterior.
- Gira la placa d'escuma de poliestirè boca avall.
- Comenceu a construir utilitzant un o dos marshmallows en miniatura per al pal de manualitats d'1 cm.
- Coloqueu-lo suaument a la part superior de la placa d'escuma de poliestirè com a la secció anterior.
- Continueu construint amb tants pals i malvaviscos com vulgueu.
Simulació de forces en terratrèmols
El món està reunit en una infinitat de peces dinàmiques com un trencaclosques. Les parts del trencaclosques s'anomenen plaques continentals que s'entrellacen per tot el món. Quan les forces extremes xoquen, llisquen o es tallen entre si, comencen a sorgir terratrèmols.
Un cop hàgiu completat el vostre marc sòlid i poc resistent, és hora de simular les forces del terratrèmol. Aquesta simulació analitzarà tres tipus de forces en terratrèmols: forces de compressió, tracció i cisalla.
- Recolliu quatre llibres amb amplades similars i col·loqueu-los en una superfície sòlida.
- Enfronta dos llibres un al costat de l' altre i posa un altre joc de llibres a sobre.
- Coloqueu una de les construccions de l'edifici entre els llibres (comenceu amb l'edifici amb pals de 2 cm).
- Moveu els llibres un al costat de l' altre fent servir forces de tall.
- A continuació, xoquen els llibres amb suavitat simulant forces de compressió.
- Finalment, separa els llibres per veure què passa amb la creació de l'edifici mostrant les forces de tensió.
- Repetiu per a l'edifici amb pals de manualitats d'1 cm.
- Per a cada tipus de força, anota les teves observacions. Com afecta cada tipus de força a cada edifici de manera diferent?
Què va passar?
Va ser capaç d'observar quin tipus d'estructura d'edifici era capaç de suportar diferents forces? En simular els efectes de la compressió, el cisallament i la tensió, potser haureu notat que el marc de l'edifici d'1 cm de gruix no es va mantenir bé per a cap simulació. És possible que també hagis notat que l'estructura tendia a caure d'una manera diferent segons el tipus de força que s'estava exercint. Amb la compressió, l'estructura tendia a caure cap a un costat. Amb la tensió, l'edifici probablement va caure al mig o es va trencar. Amb l'esforç de tall, probablement l'estructura es va torçar o es va trencar abans de caure.
Repte
Ara que heu après com les forces d'un terratrèmol afecten diversos edificis, feu un pas més enllà al laboratori.
- Pots dissenyar una estructura que suporti totes aquestes forces simulades? Construeix tres estructures més utilitzant els mateixos materials i prova-les.
- Investiga sobre terratrèmols reals i veu com els arquitectes dissenyen edificis per sobreviure a les ones sísmiques que produeix un terratrèmol.
- Pots dissenyar una simulació que sigui més gran o que representi amb més precisió la força a escala?
Construir un marc prou segur per als terratrèmols
Per descomptat, depenent de la quantitat de força que estàveu exercint, és possible que vegeu variacions en els vostres resultats. Tanmateix, un marc inestable no ofereix seguretat durant un terratrèmol. De fet, els enginyers dissenyen edificis, habitatges i autopistes amb seguretat sísmica per suportar les intenses ones sísmiques superficials. Recordeu també, per molt destructius que siguin els terratrèmols, també formen part del que constitueix diverses formes del relleu a tot el món.
