Cannucce e spilli - costruire in ampiezza
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Straws and Pins drawing

Ogni sollecitazione strutturale consiste di trazione e/o compressione. In queste strutture ciò significa che ogni cannuccia è in trazione o in compressione. Potrete trovare interessante passare in rassegna alcune strutture insieme ai vostri allievi e formulare delle congetture su quali cannucce siano sottoposte a trazione e quali a compressione. Potrete stabilire se siete nel giusto togliendo uno spillo a un'estremità della cannuccia. Se i due punti ai quali erano fissate le estremità della cannuccia si allontanano, la cannuccia era in trazione; se invece si avvicinano l'un l'altro, la cannuccia era sottoposta a una compressione. È interessante confrontare gli elementi sottoposti a trazione o a compressione che fanno parte di ponti rispetto a quelli in cui tali elementi fanno parte di travi a mensola. Nei ponti, che sono sostenuti a entrambe le estremità, la fila di cannucce della parte superiore è sottoposta a una compressione, mentre la linea di cannucce della parte inferiore è sottoposta a una trazione. Nelle travi a mensola, che sono sostenute a un'estremità sola, vale l'inverso. Qui la fila di cannucce lungo la parte superiore è in trazione, mentre la fila di cannucce che costituisce la parte inferiore è in compressione.

Da queste attività si ricavano molti principi ingegneristici. I vostri allievi formuleranno spontaneamente il principio in base a cui "i triangoli sono forti", e molto probabilmente avrete occasione di osservare esempi di controventature (rinforzi) diagonali impiegate per stabilizzare strutture quadrate. Le articolazioni a perno (snodi) vengono impiegate frequentemente nelle strutture costruite dall'uomo. Per esempio per le travi d'acciaio si usano dei rivetti, così come per le tavole di legno vengono impiegati dei chiodi: la loro funzione è la stessa degli spilli che in quest'attività vengono impiegati per collegare le cannucce.


Extensions

  • Gli allievi dovrebbero essere incoraggiati a collaudare la robustezza, stabilità e durevolezza delle strutture che costruiscono. In questo modo si formeranno delle opinioni proprie riguardo al comportamento delle strutture che sono sottoposte a forze esterne, e scopriranno come migliorare le loro strutture in modo da irrobustire i punti deboli. Tra i collaudi possibili, oltre ad appendere dei pesi sulle strutture, esse potranno essere sottoposte al "collaudo del vento", impiegando un grosso pezzo di cartone a mo' di ventaglio. Alla fine dell'attività si potranno anche lasciare le strutture così come stanno per tutta la notte e poi tornare a verificare il mattino seguente quali sono ancora in piedi.

  • Un altro ampliamento interessante è la ricerca di cannucce superflue. Domandate ai costruttori se ritengono che ci sia una cannuccia che potrebbero tagliare senza fare crollare l'intera struttura. Fateli provare. E se effettivamente resiste: sarebbe possibile tagliarne un'altra? Quanti tagli ritengono che si possano fare ancora prima che la struttura crolli? Sarebbero capaci di costruire una struttura che non tolleri alcun taglio?

  • Chiedete agli allievi di portare a casa un pacchetto di materiali per costruire una struttura insieme ai loro familiari. Potranno disegnare o fotografare la struttura così realizzata e scrivere le loro osservazioni al proposito.

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