O desafio da torre de papel é um exercício importante para os alunos que começam seus estudos de engenharia estrutural porque ensina sobre distribuição de carga, cinemática, as leis do movimento de Newton e outros princípios importantes. Em uma versão simples do desafio, os alunos constroem uma torre estável a partir de uma única peça de papel de 8 1/2 por 11 polegadas. A maioria das estratégias exige cortar o papel em tiras e transformá-las em vigas. Quando mais de uma equipe compete entre si, a equipe vencedora é aquela que constrói a torre mais alta que pode suportar uma quantidade predeterminada de força, como a brisa de um ventilador, sem cair.

Uma vitória Estratégia

A parte mais importante da torre é a base, e embora existam várias abordagens para construí-la, a estrutura mais estável é um tripé equilátero. Como distribui a carga simetricamente, o tripé resiste a se inclinar melhor do que um pedaço de papel. O tripé também adiciona altura à torre.

Depois de construir a base, use o resto do papel que você tem para a própria torre. Se você está indo para a altura máxima, você vai querer criar a menor base possível, mas não sacrificar a estabilidade para a economia ou a torre pode não ser capaz de suportar até mesmo uma brisa suave.

Building Paper Girders

Cada solução para este desafio envolve cortar o papel em tiras finas e transformá-las em vigas. Você quer maximizar o número de vigas que você recebe do papel. Para fazer isso, você deve cortar tiras finas, mas se você cortar as tiras muito finas, elas são difíceis de formar. Um bom compromisso entre economia e estabilidade é cortar toda a folha de papel em tiras de 1 polegada ao longo de sua largura.

Você pode formar as tiras em vigas de duas maneiras. Um é envolvê-los em torno de um lápis para fazer cilindros e o outro é dobrá-los em tubos com seções transversais triangulares. Um pedaço de fita em cada extremidade de cada viga deve ser suficiente para mantê-lo junto, mas você pode querer adicionar um terceiro pedaço de fita no meio. Deixe pelo menos uma polegada em ambas as extremidades de cada viga untaped. Isso permitirá que você encaixe as vigas juntas no comprimento.

Construa a base

Você precisa de um mínimo de três vigas para construir um tripé para a base. Eles devem se estender de um ápice central, e a distância entre cada um dos pés deve ser igual ao comprimento de uma viga. Para unir as vigas no ápice, enrole um único pedaço de fita em torno das extremidades das vigas para formar um cilindro que possa caber dentro de uma das vigas. Se você achar isso muito difícil de fazer, aperte as pontas e dê uma guinada antes de gravar.

Se você estiver construindo a torre em uma superfície escorregadia, poderá ter dificuldade em estabilizar a base. Uma solução é conectar os pés com mais três vigas para criar um triângulo. Isto dá-lhe menos vigas para construir a torre, por isso não será tão alto, mas será mais resistente a cair.

Erigir a Torre

Você forma a torre ajustando o restantes vigas juntas para formar um tubo longo. Insira a extremidade de uma viga no final de outra e empurre-as juntas até que a fita impeça de empurrá-las mais longe. Isso lhe dá um único tubo que está em algum lugar entre 40 e 60 polegadas de comprimento, dependendo de quantas vigas você usou para a base. Erga a torre, empurrando uma extremidade do tubo longo para o ápice formado pelas três vigas de base.

Como você cortou o papel ao longo de sua largura, você tem vigas mais curtas do que se cortasse o papel longitudinalmente , o que significa que a torre tem mais articulações. Isso é bom, porque as juntas são mais fortes que as vãos das vigas. No entanto, se você é alguém que gosta de experimentar, tente construir uma torre com o mesmo procedimento, mas desta vez cortando as vigas ao longo do comprimento do papel e compare a estabilidade das duas torres acabadas.

Desafio Extra

Algumas competições não permitem o uso de fita. Você ainda pode usar essa estratégia para construir a torre, mas terá que encontrar uma maneira de fazer as vigas ficarem juntas fazendo pequenos cortes nas extremidades do papel e dobrando-os juntos. Certifique-se de que suas mãos estejam limpas ao fazer isso e use tesouras afiadas.