Kritikal na Pag-load

Mga Materyal na Bumuo (Para sa bawat koponan)

Mga Kinakailangan na Materyales

• 12 index card
• 1 rolyo ng tape

Mga Kahaliling Kagamitan

• Mga card ng laro (ibig sabihin, Uno), paglalaro ng mga kard, piraso ng cardstock

Mga Kagamitan sa Pagsubok

• Plastong lalagyan upang ilagay ang bigat
• Timbang upang subukan ang istraktura: mga barya, marmol, Legos, buhangin, atbp.

Mga Kahaliling Kagamitan sa Pagsubok

• Flat ibabaw upang stack timbang (ie folder, karton, notebook, atbp.)
• Timbang upang subukan ang istraktura: mga libro, stack ng magazine, lata ng pagkain, atbp.

kagamitan

• Plastong lalagyan upang ilagay ang bigat
• Timbang upang subukan ang istraktura: mga barya, marmol, Legos, buhangin, atbp.
  • Paghiwalayin ang timbang sa mga lalagyan sa pantay na halaga na nagdaragdag ng hanggang sa isang minimum na kabuuang timbang na 4 pounds

Mga Kahaliling Kagamitan sa Pagsubok

• Flat ibabaw upang stack timbang (ie folder, karton, notebook, atbp.)
• Timbang upang subukan ang istraktura: mga libro, stack ng magazine, lata ng pagkain, atbp.

paraan

• Dapat hulaan muna ng bawat koponan ang "kritikal na pagkarga" ng kanilang istraktura at idokumento ito.
• Subukan ang istraktura ng bawat koponan sa pamamagitan ng unang paglalagay ng istraktura sa sahig, sa isang mesa o sa isang mesa.
• Simulang maingat na ilagay ang mga lalagyan ng timbang (isa-isa) sa tuktok ng bawat istraktura.
• Subukang ihinto ang paglalagay ng timbang bago matugunan ng bawat istraktura ang kritikal na pagkarga (halagang bago pa mabigo). Idokumento ang kritikal na pagkarga ng bawat istraktura.
  • Kung ang istraktura ay gumuho, idokumento ang huling dami ng bigat na nakatiis nito.
• Ihambing ang hinulaang kritikal na pagkarga ng bawat koponan sa mga resulta ng pagsubok. Bilang isang klase, talakayin ang mga kalakasan at kahinaan ng mga disenyo.

Pinagmulan: ASCE YouTube Channel

Paghanap ng pinakamalakas na lakas. Alamin kung paano nauugnay ang iba't ibang mga hugis sa lakas ng isang istraktura. (Video 3:34)

Pinagmulan: PBS Learning Media, Zoom

Mga gusaling napatunayan ng lindol? Galugarin ang mga ideya para sa mga gusaling nagpapatunay ng lindol na may mga hamon sa disenyo na hands-on. (Video 5:57)

Disenyo Hamon

Ikaw ay isang pangkat ng mga inhinyero lahat na nagtutulungan, gamit ang proseso ng disenyo ng engineering, upang magdisenyo ng isang istraktura gamit ang 12 index card at tape upang humawak ng isang minimum na 4 na pounds ng timbang nang hindi gumuho. Bago subukan ang iyong istraktura, gumawa ng isang hula ng kritikal na pagkarga ng iyong istraktura (ang bigat kung saan sa tingin mo mabibigo ang iyong istraktura) at isulat ito.

Pamantayan ng

• Ang istraktura ay dapat magkaroon ng isang minimum na 4 na pounds ng timbang

hadlang

• Magtrabaho sa mga koponan ng 2-3
• Gumamit ng 12 card o mas kaunti pa
• Ang mga card ay maaaring hindi maputol o mapunit

Pamamaraan

1. Hatiin ang klase sa mga koponan ng 2-3.
2. Ipamahagi ang worksheet ng Pagsukat sa Kritikal na Pag-load, pati na rin ang ilang mga sheet ng papel para sa mga disenyo ng sketch.
3. Talakayin ang mga paksa sa Seksyon ng Mga Konsepto sa Background.
4. Suriin ang Proseso ng Disenyo ng Engineering, Hamon sa Disenyo, Pamantayan, Paghihigpit at Materyales. Kung pinapayagan ang oras, suriin ang "Mga Mundo na Aplikasyon sa Mundo" bago isagawa ang hamon sa disenyo.
5. Bago bilhan ang mga mag-aaral na magsimulang mag-brainstorming at mag-sketch ng kanilang mga disenyo, hilingin sa kanila na isaalang-alang ang sumusunod:
   - Anong mga hugis ang malakas?
   - Magiging maayos ba ang pagtimbang ng mga timbang o kailangan mo ng lalagyan upang hawakan ang mga ito?
   - Gaano kalaki ang lalagyan upang hawakan ang timbang at magkakasya ba ito sa tuktok ng kanilang disenyo?
6. Ibigay ang bawat koponan sa kanilang mga materyales. Hilingin sa bawat koponan na hulaan ang "kritikal na pagkarga" ng kanilang istraktura at isulat ito.
7. Ipahayag ang dami ng oras na mayroon sila upang magdisenyo, bumuo, at subukan ang kanilang istraktura (inirerekumenda ng 1 oras).
8. Gumamit ng isang timer o isang on-line na stopwatch (count down na tampok) upang matiyak na mananatili ka sa oras. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Bigyan ang mga mag-aaral ng regular na "mga pagsusuri sa oras" upang manatili sila sa gawain. Kung nahihirapan sila, magtanong ng mga katanungan na magdadala sa kanila sa isang solusyon nang mas mabilis.
9. Matapos makumpleto ng mga koponan ang kanilang mga istraktura, subukan ang mga disenyo.
10. Subukan ang istraktura ng bawat koponan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng masusukat na timbang (minimum na 4 na pounds) upang matukoy sa kung anong timbang ang babagsak ng istraktura ng koponan. Ito ang "kritikal na pag-load" o halaga ng bawat istraktura bago ang pagkabigo.
11. Pagkatapos ihambing ng mga koponan ang kanilang mga hula sa kanilang mga resulta sa pagsubok at talakayin ang kanilang mga disenyo sa klase.
    Matapos matukoy ang "kritikal na pag-load" ng disenyo ng bawat koponan, oras na upang magsaya! Panatilihin ang paglalagay ng timbang sa mga disenyo hanggang sa sila ay kasing patag ng isang pancake.
12. Bilang isang klase, talakayin ang mga katanungan sa pagmuni-muni ng mag-aaral.
13. Para sa higit pang nilalaman sa paksa, tingnan ang seksyon ng "Digging Deeper" at "Real World Applications".

Pagninilay ng Mag-aaral (notebook para sa engineering)

1. Ano ang "kritikal na pagkarga?" Ng iyong istraktura
2. Gaano ka kalayo sa iyong hula?
3. Anong mga aspeto ng iyong disenyo ang sa palagay mo ay nakatulong sa kakayahan nitong humawak ng higit na timbang?
4. Anong mga aspeto ng iyong disenyo ang sa tingin mo ay humadlang sa kakayahang humawak ng higit na timbang?
5. Ano ang pinakamataas na kritikal na pagkarga sa iyong silid aralan?
6. Ano ang pagkakaiba sa disenyo ng nagwagi at ng sa iyo? O ... kung ang iyong koponan ay may panalong istraktura, ano sa palagay mo ang itinakda ang iyong istraktura na hiwalay sa iba?
7. Kung magagawa mo ang iyong disenyo sa buong… .ano ang babaguhin mo, at bakit?
8. Anong mga kadahilanan ng tao ang sa palagay mo kailangang isaalang-alang ng isang sibil / istrukturang inhinyero kapag nagpaplano ng isang gusaling tanggapan? (ang mga halimbawa ay ang bigat ng mga tao at kagamitan, kailangan para sa tubig, sariwang hangin, mga ruta ng pagtakas)

Ang aralin ay maaaring gawin sa kasing liit ng 1 panahon ng klase para sa mga matatandang mag-aaral. Gayunpaman, upang matulungan ang mga mag-aaral mula sa pakiramdam na nagmamadali at upang matiyak ang tagumpay ng mag-aaral (lalo na para sa mga mas batang mag-aaral), hatiin ang aralin sa dalawang panahon na nagbibigay sa mga mag-aaral ng mas maraming oras upang mag-utak, subukan ang mga ideya at tapusin ang kanilang disenyo. Isagawa ang pagsubok at debrief sa susunod na panahon ng klase.

• Mga inhinyerong Sibil: Ang mga solvers ng problema, natutugunan ang mga hamon ng polusyon, kasikipan ng trapiko, mga inuming tubig at pangangailangan ng enerhiya, muling pagpapaunlad ng lunsod, at pagpaplano ng pamayanan.
• hadlang: Mga limitasyon sa materyal, oras, laki ng koponan, atbp.
• Pamantayan ng: Mga kundisyon na dapat masiyahan ang disenyo tulad ng pangkalahatang sukat nito, atbp.
• Kritikal na Pag-load: Ang bigat kung saan nabigo ang isang gusali o istraktura.
• Marka ng Kahusayan: Sinusukat ang bigat na magiging sanhi ng pagkabigo ng isang istraktura na hinati ng bigat ng istraktura mismo.
• Engineers: Mga imbentor at mga solusyter ng problema sa mundo. Dalawampu't limang pangunahing mga specialty ang kinikilala sa engineering (tingnan ang infographic).
• Proseso ng Disenyo ng Engineering: Ginagamit ng mga inhinyero ng proseso upang malutas ang mga problema.
• Pag-ulit: Ang pagsubok at muling pagdidisenyo ay isang pag-ulit. Ulitin (maraming pag-ulit).
• Tularan: Isang gumaganang modelo ng solusyon upang masubukan.

Mga Koneksyon sa Internet

• Bryan Burg Cardstacker
• Pinakamataas na Gusali at Istraktura

Inirerekumendang Reading

• Stacking the Deck: Mga lihim ng World Card Master ng Arkitekto ni Bryan Berg
• Bakit Tumayo ang Mga Gusali: Ang Lakas ng Arkitektura ni Mario Salvadori
• Bakit Bumagsak ang Mga Gusali: Paano Nabigo ang Mga Istraktura ng Arkitektura ni Mario Salvadori

Gawain sa Pagsulat

Sumulat ng isang sanaysay o isang talata na naglalarawan sa isang makikilalang gusali sa iyong bayan. Isama ang kasaysayan, mga kagiliw-giliw na hamon sa engineering ng gusali, at mga hamon na kinakaharap ng mga inhinyero sa disenyo at konstruksyon.

Pagkahanay sa Mga Framework ng Kurikulum

tandaan: Ang mga plano sa aralin sa seryeng ito ay nakahanay sa isa o higit pa sa mga sumusunod na hanay ng mga pamantayan:  

• Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Agham ng Estados Unidos (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Mga Susunod na Pamantayan sa Agham ng Henerasyon ng Estados Unidos (http://www.nextgenscience.org/) 
• Mga Pamantayan sa International Technology Education Association para sa Teknikal na Pagbasa (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Pambansang Konseho ng Pambansang Mga Guro ng Matematika ng Estados Unidos at Pamantayan para sa Matematika sa Paaralan (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Mga Pamantayan sa Karaniwang Core ng Estado ng Estados Unidos para sa Matematika (http://www.corestandards.org/Math)
• Mga Pamantayan sa Agham ng Guro sa Computer K-12 Mga Pamantayan sa Agham ng Computer (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Mga Gradong K-4 (edad 4-9)

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

Bilang isang resulta ng mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng isang pag-unawa sa

• Mga katangian ng mga bagay at materyales 

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Mga panganib at benepisyo 
• Agham at teknolohiya sa lipunan 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Kasaysayan ng agham 

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Baitang 5-8 (edad 10-14)

NILALAMAN STANDARD E: Agham at Teknolohiya
Bilang isang resulta ng mga aktibidad sa mga marka 5-8, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kakayahan ng disenyo ng teknolohikal 
• Mga pag-unawa tungkol sa agham at teknolohiya 

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Mga panganib at benepisyo 
• Agham at teknolohiya sa lipunan 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Kalikasan ng agham 
• Kasaysayan ng agham 

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 3-5 (Ages 8-11)

Paggalaw at Katatagan: Mga puwersa at Pakikipag-ugnayan

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• 3-PS2-1. Magplano at magsagawa ng isang pagsisiyasat upang magbigay ng katibayan ng mga epekto ng balanseng at hindi timbang na pwersa sa paggalaw ng isang bagay. 

Disenyo sa Engineering 

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• 3-5-ETS1-1. Tukuyin ang isang simpleng problema sa disenyo na sumasalamin sa isang pangangailangan o nais na may kasamang tinukoy na pamantayan para sa tagumpay at mga hadlang sa mga materyales, oras, o gastos.

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 3-5 (Ages 8-11)

Disenyo sa Engineering 

• 3-5-ETS1-2. Bumuo at ihambing ang maraming mga posibleng solusyon sa isang problema batay sa kung gaano kahusay na maabot ng bawat isa ang mga pamantayan at hadlang ng problema.
• 3-5-ETS1-3. Magplano at magsagawa ng patas na mga pagsubok kung saan kinokontrol ang mga variable at ang mga puntos ng kabiguan ay isinasaalang-alang upang makilala ang mga aspeto ng isang modelo o prototype na maaaring mapabuti.

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 6-8 (Ages 11-14)

Disenyo sa Engineering 

• MS-ETS1-2 Nasusuri ang nakikipagkumpitensya na mga solusyon sa disenyo gamit ang isang sistematikong proseso upang matukoy kung gaano nila natutugunan ang mga pamantayan at hadlang ng problema.

Mga Pamantayan para sa Teknikal na Pagbasa at Pagsulat - Lahat ng Edad

Ang Kalikasan ng Teknolohiya

• Pamantayan 1: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga katangian at saklaw ng teknolohiya.
• Pamantayan 3: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga ugnayan sa mga teknolohiya at mga koneksyon sa pagitan ng teknolohiya at iba pang larangan ng pag-aaral.

Teknolohiya at Lipunan

• Pamantayan 4: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga epekto sa kultura, panlipunan, pang-ekonomiya, at pampulitika ng teknolohiya.
• Pamantayan 6: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa papel ng lipunan sa pag-unlad at paggamit ng teknolohiya.
• Pamantayan 7: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa impluwensya ng teknolohiya sa kasaysayan.

Disenyo

• Pamantayan 9: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa disenyo ng engineering.
• Pamantayan 10: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa papel na ginagampanan ng pag-troubleshoot, pagsasaliksik at pag-unlad, pag-imbento at pagbabago, at pag-eksperimento sa paglutas ng problema.

Mga Kakayahan para sa isang Teknikal na Mundo

• Pamantayan 11: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan na mailapat ang proseso ng disenyo.
• Pamantayan 13: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan upang masuri ang epekto ng mga produkto at system.

Ang Dinisenyo na Daigdig

• Pamantayan 20: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa at magagawang pumili at gumamit ng mga teknolohiya sa konstruksyon.

Pagsukat ng Kritikal na Pagkarga

Hakbang One:

Binigyan ka ng labindalawang (12) baraha, ilang scotch tape, at gunting. Bilang isang team, at nang hindi binabago (halimbawa, pinuputol) ang mga card, bumuo ng isang istraktura na sa tingin mo ay magtataglay ng dalawang quart/64 oz/1.69L na lalagyan nang hindi nababagsak.

tanong:

1. Ano ang diskarte o plano ng iyong koponan para sa pagtatayo?

Prediction:

1. Hulaan ang "kritikal na pagkarga" ng iyong istraktura habang idinisenyo mo ito.

Pangalawang Hakbang:

Bilang isang koponan, buuin ang iyong istraktura (prototype) para sa pagsubok.

Pangatlong Hakbang:

Susuriin ng iyong tagapagturo ang iyong istraktura, at tutukuyin kung anong timbang ang mabibigo ng istraktura ng iyong koponan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga masusukat na timbang (mga barya, buhangin, iba pang materyales) hanggang sa bumagsak ito. Ito ang "kritikal na pagkarga" ng iyong istraktura.

Katanungan:

1. Ano ang "kritikal na pagkarga" ng iyong istraktura?

2. Gaano ka naging malapit sa iyong hula mula sa Unang Hakbang?

Panganganinag

Kumpletuhin ang mga katanungang sumasalamin sa ibaba:

1. Ano ang "kritikal na pagkarga?" Ng iyong istraktura

2. Gaano ka naging malapit sa iyong hula mula sa Unang Hakbang?

3. Anong mga aspeto ng iyong disenyo ang sa tingin mo ay nakatulong sa kakayahang humawak ng higit na timbang?

4. Anong mga aspeto ng iyong disenyo ang sa tingin mo ay humadlang sa kakayahang humawak ng higit na timbang?

5. Ano ang pinakamataas na kritikal na load sa iyong silid-aralan?

6. Ano ang pagkakaiba sa disenyo ng nanalo at sa iyo? O...kung ang iyong koponan ang may panalong istraktura, ano sa palagay mo ang nagpahiwalay sa iyong istraktura mula sa iba?

7. Kung maaari mong gawin ang iyong disenyo sa kabuuan ... ano ang iyong babaguhin, at bakit?

8. Anong mga kadahilanan ng tao sa tingin mo ang kailangang isaalang-alang ng isang civil/structural engineer kapag nagpaplano ng isang gusali ng opisina? (mga halimbawa ay ang bigat ng mga tao at kasangkapan, pangangailangan para sa tubig, sariwang hangin, mga ruta ng pagtakas).

Pagsasalin sa Plano ng Aralin

• Swahili