ViewWiki

שיעור 6 מתוך 6

מבנים וגשרים.

כ־30 דקות · 9 שאלות תרגול

גשר מעביר את משקל המשאית אל הגדות. איפה הוא נדחס ואיפה נמתח, כמה התומכים דוחפים, ולמה קשת דוחפת את הגדות החוצה וכבלים מושכים אותן פנימה.

שלב 1 מתוך 9 · המסבך

גשר נח כשסכום הכוחות עליו אפס: כל ניוטון של משקל, משהו דוחף בחזרה. השאלה היא רק איך הכוח עובר מהכביש אל הקרקע. בסצנה גשר פלדה באורך 40 m, ומשאית חוצה אותו לאט. אפשר לבחור ארבעה סוגי גשר.

שלב 1 מתוך 9

המסבך

כל חלק של גשר נמצא בדחיסה, נלחץ לאורכו, או במתיחה, נמשך לאורכו. בהצגת הכוחות הצבע הכתום מסמן דחיסה, הכחול מתיחה, וצבע בהיר יותר מאמץ גדול יותר.

לשאלה

שלב 2 מתוך 9

התומכים

הגשר לא זז, ולכן לפי החוק הראשון של ניוטון הכוחות עליו מתאזנים: התומכים דוחפים למעלה בדיוק כמו כל המשקל. המשאית קבועה עכשיו על 40 t.

לשאלה

שלב 3 מתוך 9

הקורה

גשר קורה הוא שתי קורות פלדה עבות שנחות על מסבים בשתי הגדות. המשאית מכופפת אותן מעט: התזוזה בסצנה מוגדלת מאוד, ובאמת היא כמה סנטימטרים.

לשאלה

שלב 4 מתוך 9

הקשת

קשת היא מבנה שכולו בדחיסה, ולכן אפשר לבנות אותה גם מאבנים, כמו הגשרים של הרומאים. הסוג קבוע עכשיו על מסבך. נבאו, ואז הסצנה תעבור לקשת.

לשאלה

שלב 5 מתוך 9

הגשר התלוי

בגשר תלוי הכביש תלוי על כבלים, והכבלים עוברים מעל מגדלים ומעוגנים בגדות. כבל הוא ההפך מקשת: הוא יכול רק להימתח. נבאו, ואז הסצנה תעבור לגשר התלוי.

לשאלה

שלב 6 מתוך 9

הכי פחות פלדה

גשר צריך לשאת קודם כול את עצמו. ככל שהוא כבד יותר, יותר מהחוזק שלו הולך על המשקל שלו, ופחות נשאר לתנועה.

לשאלה

שלב 7 מתוך 9

כל המשקל

בהצגת הכוחות החצים בתומכים מראים כמה הם דוחפים למעלה. נחזור לגשר הקורה, עם משאית של 40 t.

לשאלה

שלב 8 מתוך 9

השקיעה

כל גשר שוקע מעט כשמשאית עוברת עליו. בסצנה השקיעה מוגזמת כדי שתראו אותה, אבל המספר שהיא מראה הוא אמיתי.

לשאלה

שלב 9 מתוך 9

למעלה ולמטה

קורה שנושאת עומס מתכופפת מעט. החלק העליון שלה נדחס, והתחתון נמתח.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „מבנים וגשרים”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

במסבך שבסצנה, הכביש תלוי על החלק התחתון. איזה חלק נדחס, כלומר נלחץ לאורכו?

לניסוי

תרגול · חשבו

משאית של 40 t עולה על הגשר. בכמה גדל הכוח הכולל שהתומכים דוחפים בו את הגשר כלפי מעלה?

לניסוי

תרגול · בחרו

בגשר הקורה, איפה הקורות הכבדות נמתחות?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בוחרים את גשר הקשת. בצלע הקשת יש רק דחיסה. לאיזה כיוון הקשת דוחפת את הגדות?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

עכשיו בוחרים את הגשר התלוי. הכבלים עוברים מעל המגדלים ומעוגנים בגדות. לאיזה כיוון הגשר פועל על הגדות?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

לכל ארבעת הגשרים אותו מפתח ואותו כביש. בחרו בגשר שמשקלו העצמי הקטן ביותר, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · חשבו

גשר הקורה שוקל 924,000 N. משאית של 40 t עומדת באמצע. באיזה כוח כולל דוחפים התומכים את הגשר כלפי מעלה? קחו g = 9.81 m/s².

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

משאית של 40 t באמצע גשר הקורה מורידה את מרכז הכביש ב־6.4 cm. נבאו: מה יקרה לשקיעה כשתבחרו בגשר תלוי?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

גשר: קורה, והצגת הכוחות על פועל. בתחתית הקורות הפלדה נמתחת במאמץ של עד 84 MPa. נבאו: בכמה היא נדחסת בחלק העליון?