Bu bilim projesi öğrencilere deprem oluşturmak için kuvvetlerin birbirini nasıl çektiğini veya ittiğini öğretecek. Anaokulundan altıncı sınıfa kadar ilkokuldaki her öğrenci bu projeyle depremlerin nasıl meydana geldiğini öğrenmekten keyif alacak.
Depremlerdeki Kuvvetlerin Araştırılması
Depremler yıkıcı doğa olaylarıdır ve güçlü sismik dalgalarla mülkleri yok eder. Binaların çökmesini önlemek için birçok mühendis yoğun sismik dalgalara dayanacak yapısal bir çerçeve inşa ediyor.
Malzemeler
'Binalarınızı' oluşturmak için aşağıdaki malzemeleri toplayarak başlayın:
- İki adet 16 cm çapında strafor plaka
- Minyatür şekerlemeler
- 6 veya daha fazla 2 cm'lik el işi çubukları
- 6 veya daha fazla 1 cm'lik el işi çubukları
- Cetvel
- Kalem
- Dört kitap (yaklaşık aynı genişlikte)
Sağlam Çerçeve Talimatları
Binanız için sağlam bir çerçeve oluşturarak başlayın.
- Birkaç minyatür şekerlemeyi bir kenara ayırın.
- Strafor plakaları ters çevirin.
- Her plakanın üstüne bir kalemle dört delik açın.
- 2 cm'lik el işi çubuğunun tabanı için bir veya iki marshmallow kullanarak inşaata başlayın.
- Strafor levhadan açtığınız deliğin üstüne yerleştirin.
- Marshmallow'u yavaşça tabağa koyun ve diğer üç adet 2 cm'lik el işi çubuğuyla devam edin.
- Binanın çerçevesinin temeli olduğundan her bir el işi çubuğunun sabitlendiğinden emin olun.
- Ek el işi çubuklarıyla tekrarlayın.
- İstediğiniz kadar el işi çubuğu kullanın ve yapmaya devam edin.
Kararsız Çerçeve Talimatları
Yukarıdaki kararlı çerçeveye benzer bir çerçeve oluşturmak için minyatür şekerlemeler kullanın.
- Strafor plakayı yüzü aşağı bakacak şekilde çevirin.
- 1 cm'lik el işi çubuğu için bir veya iki minyatür marshmallow kullanarak yapımına başlayın.
- Önceki bölümde olduğu gibi strafor plakanın üzerine yavaşça yerleştirin.
- İstediğiniz kadar çubuk ve marshmallow kullanarak inşaat yapmaya devam edin.
Depremlerdeki Kuvvetlerin Simülasyonu
Dünya bir yapboz gibi dinamik sayısız parça halinde bir araya getirilmiştir. Bulmacanın parçalarına, dünya çapında iç içe geçmiş kıtasal levhalar denir. Aşırı kuvvetler birbiriyle çarpıştığında, kaydığında veya kesildiğinde depremler ortaya çıkmaya başlar.
Sağlam ve sağlam çerçevenizi tamamladıktan sonra sıra deprem kuvvetlerini simüle etmeye gelir. Bu simülasyon depremlerdeki üç tür kuvvete bakacaktır: sıkıştırma, çekme ve kesme kuvvetleri.
- Benzer genişlikte dört kitap toplayın ve bunları sağlam bir yüzeye yerleştirin.
- İki kitabı yan yana koyun ve üstüne başka bir kitap seti koyun.
- Bina yapılarından birini kitapların arasına yerleştirin (2 cm'lik çubuklarla yapıyla başlayın).
- Kesme kuvvetlerini kullanarak kitapları yan yana taşıyın.
- Sonra, sıkıştırma kuvvetlerini simüle ederek kitapları yavaşça çarpıştırın.
- Son olarak, gerilim kuvvetlerini gösteren bina oluşumuna ne olduğunu görmek için kitapları ayırın.
- 1 cm'lik el işi çubuklarıyla bina için tekrarlayın.
- Her kuvvet türü için gözlemlerinizi kaydedin. Her kuvvet türü her binayı nasıl farklı şekilde etkiler?
Ne oldu?
Hangi tür bina çerçevesinin farklı kuvvetlere dayanabildiğini gözlemleyebildiniz mi? Sıkıştırma, kesme ve çekme etkilerini simüle ederken, 1 cm kalınlığındaki bina çerçevesinin herhangi bir simülasyon için yerinde iyi durmadığını fark etmiş olabilirsiniz. Ayrıca, uygulanan kuvvetin türüne bağlı olarak yapının farklı bir şekilde düşme eğiliminde olduğunu da fark etmiş olabilirsiniz. Sıkıştırma nedeniyle yapı bir tarafa düşme eğilimindeydi. Gerilme nedeniyle bina muhtemelen ortasına devrildi veya parçalandı. Kayma gerilimi nedeniyle yapı muhtemelen düşmeden önce bükülmüş veya parçalanmıştır.
Meydan Okuma
Depremdeki kuvvetlerin çeşitli binaları nasıl etkilediğini öğrendiğinize göre laboratuvarı bir adım daha ileri götürün.
- Tüm bu simüle edilmiş kuvvetlere dayanabilecek bir yapı tasarlayabilir misiniz? Aynı malzemeleri kullanarak üç yapı daha inşa edin ve bunları test edin.
- Gerçek depremleri araştırın ve mimarların depremin ürettiği sismik dalgalara karşı dayanıklı olacak binaları nasıl tasarladıklarını görün.
- Daha büyük veya ölçeklendirme kuvvetini daha doğru temsil eden bir simülasyon tasarlayabilir misiniz?
Depremler için Yeterince Güvenli Çerçeve Oluşturma
Elbette, uyguladığınız kuvvetin miktarına bağlı olarak sonuçlarınızda farklılıklar görebilirsiniz. Ancak sağlam olmayan bir çerçeve deprem sırasında güvenlik sağlamaz. Aslında mühendisler sismik açıdan güvenli binalar, konutlar ve otoyolları yoğun yüzey sismik dalgalarına dayanacak şekilde tasarlıyorlar. Unutmayın, depremler ne kadar yıkıcı olursa olsun, onlar aynı zamanda dünyadaki çeşitli yer şekillerini oluşturan unsurların bir parçasıdır.
