Проникнув в тайны движения, можно понять секреты покоя. Когда предмет находится в покое? Почему крыши не падают с домов? Уметь удержать в равновесии различные конструкции, удержаться в равновесии самому - это значит бросить вызов силе тяготения, найти для этого наилучшие решения. Из нашего эксперимента мы узнаем почему при строительстве часто используются арочные конструкции.
Нам понадобятся:
- два листа тонкого картона (мы использовали акварельную бумагу)
- лёгкий грузик (в нашем случае ночной светильник)
- стакан
- маленькие шарики (кубики или, к примеру, конфеты)
- две коробки из-под обуви.
Ход опыта:
1. Ставим коробки на таком расстоянии друг от друга, чтобы между ними вмещался картонный лист, согнутый дугой.
2. Положим на коробки лист картона и поставим сверху лёгкий светильник.
3. Теперь попробуем поставить стакан.
Результат: Под весом и светильника, и стакана, картонка прогибается.
Объяснение: Это потому, что картонка не в состоянии противодействовать силе тяжести, с которой действуют на неё светильник и стакан.
4. Сгибаем вторую картонку в дугу и подставляем её под первую таким образом, чтобы они соприкасались серединами.
5. Ставим светильник, наблюдаем картину происходящего.
6. Теперь ставим стакан и утяжеляем его вес подкладывая конфету за конфетой.
Результат: Новая структура выдерживает вес стакана плюс вес конфет плюс вес светильника.
Объяснение:
Арочная структура очень прочна: если на неё сверху давит сила (в нашем случае вес стакана с конфетами), то арка не прогибается, а сжимается. Благодаря этому свойству арочные конструкции используются при строительстве мостов, зданий, плотин.
Когда все силы, действующие на тело, взаимно уничтожаются, тело находится в состоянии равновесия.
Раздел физики, изучающий равновесие тел, то есть те состояния, при которых тела находятся в состоянии покоя называется статика. Для тех, кто проектирует мосты, здания и т.п., очень важно знать законы статики. Они позволяют учитывать силы, которые будут воздействовать на построенную структуру, - вес кровли здания, вес поезда, проходящего через мост, или силу ветра...Для того чтобы сооружение было прочным и надёжным, все эти силы должны уравновешиваться сопротивлением структуры сооружения.
Кстати, самой устойчивой формой является пирамида. Она имеет большую площадь основания, и её вес сконцентрирован в нижней части.
