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構造力学の入門的実験課題について、例を教えて下さい
大学１年生レベルの学生が構造力学的なスキルを養うための、入門的な実験課題を考えています。 構造力学や建築など特定の分野を専門にする学生が対象なのではなく、自然物／人造物を含めて身の回りにあるものに構造体が見つけられることや、何かを試みる時には構造的観点も欠かせませんよといったことに気づくための課題として取り扱いたいと思っています。 イメージとしては、「2×2mmのヒノキ角材と接着剤だけを用いて150mm離れた対岸に橋を渡し、4kgのウェイトに耐えられるかどうかで評価をする」といった感じです。できるだけシンプルで、できそうもないけど実現不可能なわけではなく、トライ＆エラーが欠かせないようなものがいいと思っています。 工学系の方の経験などから、適した題材や実践、あるいは参考資料を教えていただけないでしょうか。
- hito0
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- foomufoomu
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「壊れにくい橋の模型を作る」・・・が、最近の流行のようですが、これが入門になるのかは、はなはだ疑問に思っています。ある程度分かった人にはトライ&エラーで作る訓練になるでしょうが、何もわからない人にいきなり「作れ」といっても無駄に時間を浪費するような気がします。 もっと基本にかえって、次のような模型を見せればよいのではないでしょうか。 https://citrcsl.sharepoint.com/Pages/beam02.aspx これは鉄筋コンクリート梁の模型ですが、引っ張り側に鉄筋を入れるのが有効、という事を説明するものです。 2番目の写真は、片持ち梁では上側が引っ張りになる、という事を見せています。 私は、ゴム板を切り貼りして、H形鋼、アングル、みぞ形鋼、角鋼管、などの模型を作っています。 これらを手で力を加えて変形してみるだけで、 ・H形鋼は横倒しにすると弱い、ねじれに弱い、座屈しやすい ・みぞ形鋼、アングルは、曲げるとねじれる ・角鋼管は、座屈、ねじれに強い といった、かなり高度な材料力学が、直感的に分かります。
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お礼
返事が遅れて申し訳ありません。真摯なご回答をありがとうございました。 橋の模型は確かによく見かけます。けれども、ご指摘のように課題として熟成されていないように思えていました。（自分では考案しきれていないのに生意気ですが） ゴム板の模型についてはなるほど！と思わされ、とても参考になりました。お礼申し上げます。