¿Cuál es el mejor método para construir un puente resistente hecho de pajitas de plástico?

(Borrador: esta no es mi respuesta final, sino una oferta de ayuda y una pista)

Este es un problema interesante, y me he divertido mucho pensando en ello. Gracias por el A2A

Tienes un conjunto interesante de materiales, y he completado con éxito tu objetivo. Tómelo como un estímulo, no una burla. En lugar de darte la respuesta, me gustaría ofrecerte algunas pistas primero. Actualizaré esta publicación con algunos diseños adicionales en los próximos días.

(Mis disculpas a los ingenieros apropiados por usar y abusar de las palabras tensión y compresión a continuación. Las había olvidado y las busqué, pero es muy posible que no signifiquen lo que creo que significan).

Hay dos tipos de fuerza en una pajita para beber.

Si agarras los extremos e intentas juntarlos, se doblará con bastante facilidad. Esto es compresión. Si agarras los extremos e intentas separarlos, es enormemente fuerte. Mis pajitas podían levantar 15 kg sin romperse. Esto es tensión.

Los diferentes materiales varían enormemente en su compresión y resistencia a la tracción (tensión). El hormigón no reforzado tiene una tremenda resistencia a la compresión, la resistencia a la tracción es más débil que la madera. El cable de paracaídas, la cinta, el kevlar y muchos materiales de cordaje tienen una resistencia a la tracción fantástica y prácticamente ninguna resistencia a la compresión. El acero tiene una buena mezcla de ambas fuerzas. Las pajitas para beber tienen muy buena resistencia a la tensión, pero muy poca resistencia a la compresión.

Una cosa más sobre la resistencia a la compresión. Si depende de la resistencia a la compresión de la pajita, necesita saber sobre el pandeo. Cuando una pajita se dobla en compresión, concentra la fuerza de falla en el medio de la pajita y se dobla o se dobla. Si acorta la pajita, “actúa” más fuerte porque aquí se concentra menos fuerza.

Resumiendo:

Sugerencia n. ° 1, busque diseños de puentes que funcionen con las fortalezas naturales de sus materiales. No tiene acero para trabajar, así que no mire los puentes de acero.

Sugerencia n. ° 2: si tiene que comprimir una pajita, más corto es mejor que más.

Aquí está el puente más simple posible que puedo construir con estos materiales. Este es mi diseño de puente # 1, y contiene 2 kg tal cual.

Encontré un par de formas de crear fuertes juntas de tensión con las pajitas.
Crear una forma de Z entrelazada parece tener aproximadamente el 75% de la resistencia original de la pajita bajo tensión. No maneja bien las cargas de choque, la cinta se rasga. Puede cortar la cinta por la mitad a lo largo para que esta cinta sea muy eficiente. El secreto de su fuerza es que tanto la paja interna como la externa hacen dos dobleces de 180 grados.

Esta unión es más fuerte que las pajitas originales en tensión. Se forma al anidar los extremos ~ 3 cm y luego se calienta con una bombilla incandescente más ligera o caliente. Un ligero giro del plástico caliente une las pajitas internas y externas permanentemente.

(más por venir)

Greene

¿Quieres que hagamos tu tarea por ti? El objetivo de la tarea es hacerte pensar. Experimentar. Prueba diferentes ideas. Vea qué funciona y qué no. Nadie puede responder esta pregunta excepto usted. Si le damos la respuesta, se perderá el punto de la tarea. El punto no es obtener la respuesta correcta. El punto es que USTED aprenda, no busque la respuesta o haga que alguien más haga el trabajo por usted.

No voy a hacer tu tarea tampoco. Pero lo primero en lo que debe pensar es en su “presupuesto”. ¿Cuál es la distancia que necesitas recorrer? Ahora, ¿cómo puedes hacer que TODAS esas pajillas hagan algo para alcanzar esa distancia?

Piensa en cómo haces las articulaciones. Las pajitas de plástico son increíblemente fuertes en tensión. Pero no todos pueden estar en tensión, ¿cómo lidias con eso?

Finalmente, piense fuera de la caja. Es una ESTRUCTURA que cumple con los requisitos del concurso. ¡No tiene que parecer un puente sobre el que conduces!


Use una pistola de pegamento caliente.

No haré tu tarea por ti, pero te daré algo en qué pensar.

Sabes (supongo) que hay una regla de congruencia SSS para los triángulos. ¿Existe también una regla de congruencia SSSS para cuadriláteros? ¿Por qué o por qué no? ¿Y qué tiene que ver todo esto con los puentes?

Intentaría hacer trusses de paja. Haga las armaduras como lo haría para un techo, pero use la parte inferior de la armadura como un puente. No he hecho esto, pero parece una buena idea. Puede encontrar muchos diseños diferentes de truss en línea.

La mejor de las suertes,

Jim

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