О мостах Мост над бурными водами
Артемий Лебедев
Балка из ватмана
Тили-бом, тили-бом! Загорелся кошкин дом!
Вот примерно с таких слов из старого стишка можно начать занятие-игру о построении мостов. У детей постарше можно спросить почему папу римского ещё именуют понтификом, а младшим предложить подумать над тем, для чего вообще нужен мост, и почему нельзя обойтись обычной лодкой.
Итак, на фото мы видим, что Кошкин (Собачкин, Мышкин, пиратский замок) загорелся. Одиночный брандмейстер уже борется с огнём. Но, конечно, самому ему не справиться. Должна подойти подмога. Но наша ситуация устроена так, что основная пожарная дружина базируется на другом берегу пропасти.
Мост нужен.
Нужен мост.
Балочный мостик
По дну пропасти течёт бурная река. Это немаловажно. С учётом всех факторов будем строить мост.
В качестве дозволенных материалов берём ватман, скотч и капроновый шнур. Дети могут возразить: почему бы сразу не взять доску? Но, что самое удивительное, дети возражать не будут, они так легко принимают правила любой игры! А правила нашей игры оправданы. Доска по своим параметрам не соответствует машинке. Из доски для машинки получается слишком толстый мост, а таких на самом деле не бывает. Мосты, это вообще, как правило, весьма изящные конструкции.
Внимание ребёнка нужно заострить на том, что даже такие прочные материалы как рельсовая сталь, на больших длинах могут сильно изгибаться. Это хорошо видно на радиусах железных дорог.
Балочный мост не может быть длинным
Сопротивление изгибу в технике называется жёсткостью. Ватман это очень плотная бумага, на жёсткость на изгиб у него просто никакая. Жёсткость наших мостиков мы заведомо увеличиваем, складывая ватман в жёлоб. Такой желобок можно считать балкой, и для начала мы строим простейший балочный мост. Если длина балки незначительно превосходит длину машинки, то её жёсткости достанет, чтобы служить простейшим мостом.
Но так не интересно. Мы будем усложнять задачу. Наша пропасть с каждым новым опытом будет становиться всё шире и шире. Вы не забыли, что по дну пропасти течёт сумасшедший водный поток? Для чего мы вводим такое условие? Для того, чтобы не свести мост к примитивной эстакаде. Если нам нужно просто приподнять дорогу над землёй, мы строим эстакаду. Мы ставим столько опор, сколько нам нужно, и соединяем их балками. Но в бурный, бешеный поток мы не можем поставить опору, вода снесёт его. Поэтому мы строим не какую-то там эстакаду. Мы строим мост.
Для начала мы пробуем, что станет, если мы примитивно удлиним нашу балку. Эх, та самая балка, которая прекрасно работала над узкой пропастью, совершенно отказывается служить, как только пропасть становится чуть шире.
Арка делает мост длиннее
Что делать?
Арку!
Вы имеете право фантазировать в построении мостов как вам заблагорассудится. Я шёл по простейшему пути. Арку я сделал из 4-х полосок того же ватмана и примотал их к ножкам стульев, то есть к уступам пропасти, скотчем. Арка принимает вертикальную нагрузку и распределяет её по двум полуаркам. Это позволяет сделать мост в полтора-два раза длиннее.
Но злые колдуны ещё увеличивают наш каньон. И мы обязаны сделать такой мост, чтобы пожарные добрались до пожара и потушили его. Следующим нашим мостом будет мост ферменный. Это действительно волшебный мост. Ведь дети поумнее вполне могут задать вопрос: а почему бы не сделать нашу балку жутко толстой, и тем самым решить все проблемы? Здесь нужно объяснить, что если мы будем делать жутко толстую балку для настоящего моста из таких прочных материалов как сталь или железобетон, наша жутко толстая балка получится неимоверно тяжёлой, и рухнет под собственным весом. А ведь нам нужно, чтобы мост выдерживал не только самого себя, но ещё и машины! Значит, мы должны сильно увеличить жёсткость, не особенно при этом наращивая вес.
Ферменный мост
Ферменный мост я сделал треугольного сечения, и для этого мне понадобилось несколько расширить нашу привычную балку, чтобы своды фермы не препятствовали проезду пожарной команды. Ферменный мост из бумаги – действительно удивительная вещь. На снимке с торца видно, что элементы фермы сами по себе мягкие, но, соединённые степлером, они образуют лёгкую, но жёсткую конструкцию.
Пожарные прибывают в срок.
Несколько тысяч лет назад древние римляне жили по двум берегам небольшой, но бурной речки Тибр. Для них очень важно было, чтобы через речку были наведены надёжные мосты. Этим занималась специальная группа инженеров, которых тогда звали жрецами. По древне-римски мост назывался «понт» и зав КБ называли понтификом. Он считался самым сильным жрецом и его должность в древнем Риме была сверхпочётной.
Ферменный мост – фирменная вещь!
И вот даже после того как Рим стал христианским, это высшее звание перешло по наследству римскому архиепископу – папе. Вот поэтому римских пап и по сей день величают понтификами – строителями мостов. Хотя мосты через Тибр сейчас строят совсем другие люди.
Но мы заговорились. Злые колдуны сделали нашу пропасть ещё шире! Даже ферменному мосту не хватит жёсткости, он прогнётся под грузом пожарной машины. Нам остаётся последнее – сделать подвесной мост.
Подвесные мосты по расходу материалов наиболее экономичны, они позволяют достигать расстояния между опорами в километры! Но мы соорудим подвесной мост всего лишь на всю длину листа ватмана. Между спинками стульев я натянул капроновый шнур. И подвесил его на полосках ватмана, проклеенных скотчем. Просто на скотче подвесить мост не очень получится – скотч будет слипаться. Просто ватман недостаточно прочен. Но всё равно из всех мостов этот получился хоть и самым длинным, но и самым неуклюжим. На самом деле расчёт подвесного моста – дело нешуточное, все длины имеют значение. А мы можем изготовить наше изделие только на глаз.
Подвесной – самый длинный!
Но если вы хотите почувствовать себя на секундочку волшебником, обязательно сделайте подвесной мост. Натягивание ниточки, протяжка подвесов вызывает у малышни некоторое недоверие. Но когда по пусть неуклюжему, но удивительно длинному мосту от края до края пропасти проезжает тяжёлая железная машинка, я всегда слышу тот звучок детских голосков, который один только и заставляет меня придумывать для малышни всё новые и новые опыты. «У-у-о-о-!» Так звучит награда того, кто посвятит немного своего времени объяснению малышам элементарных законов природы и техники.
OlgaOlgaOlga 22:23
→ Девочки 40+ ))))) продолж... 7167 /Мама - тоже человек!
