Инженерный эксперимент: создадим мост из спагетти

Мост состоит из основы, прогонов и опор. Мы сначала выставим вертикальную конструкцию и нагрузим ее, как опору. А потом расположим горизонтально, как балку с прогона, и посмотрим, выдержит ли она большую нагрузку.

Материалы:

• спагетти;
• пластилин;
• две одноразовые тарелки;
• малярная лента;
• брусочки или кубики;
• книги.

Ход работы:

Достаем часть спагетти из коробки. Подготовим фундамент для опоры. Пластилин выложим на тарелку и придавим чем-то, чтобы шар стал равномерным (но не плоским).

Вставим в пластилин все макаронины по очереди, вертикально. Желательно равномерно. Получим набор стержней, которые будем нагружать. Сначала выставим сверху тарелку - можно придерживать ее, если опора слишком шатается. На тарелку поочередно выкладываем брусочки из дерева или кубики.

Остановимся на границе прочности опоры - у нас это 8 брусков на тарелке. После достижения границы материал разрушается под нагрузкой. Прочность, кстати, является основной механической характеристикой материала.

Можно ли на этом этапе укрепить материал? Да! Укрепление сопровождается снижением пластичности. Поэтому делаем конструкцию устойчивой - перевязываем сверху лентой, сближаем стержни. Тарелку с нагрузкой можно даже не поддерживать, опора теперь лучше сопротивляется деформациям и разрушению.

А что будет, если расположить это же количество спагетти горизонтально? Сформируем примитивное подобие моста, которое состоит из книг-опор и прогона-балки. Выкладываем спагетти всего в один слой и проверяем.

Оказывается, что тонкая горизонтальная балка из стержней выдержит гораздо большую нагрузку 8 брусков + 5 книг! Дело в том, что горизонтальные конструкции принимают нагрузку и передают ее опорам. На прогоны (балки) действуют только вертикальные усилия, поэтому они прогибаются, но выдерживают большой вес. На опоры же действуют как вертикальные, так и горизонтальные усилия - собственный вес, нагрузка из балок, продольные сжимающие силы, изгибающий момент, давление фундамента и т. п.

Для более точных результатов эксперимента можете взвесить каждый брусочек на кухонных весах.