¿Podría el amor de sus hijos por los bloques de Lego traducirse en un mayor conocimiento de la física? Kirsty OConnor - Imágenes de PA / Imágenes de PA a través de Getty Images Bloque por bloque, una sección de plástico a la vez, niños y adultos de todo el mundo compiten para construir la estructura Lego más alta del planeta. Un récord reciente, mide 102 pies (31,09 metros) de altura, usó aproximadamente 500, 000 bloques para elevarse en el aire de la ciudad [fuente:World Records Academy].
Pero para aquellos de nosotros que no buscamos batir récords, la construcción de un diseño de un pie de altura requiere previsión. ¿Tu estructura estará equilibrada y no se volcará? ¿Es la base lo suficientemente ancha para soportarlo? ¿Puede su creación de Lego resistir las fuerzas de la naturaleza, o incluso el gato de la familia?
Jugar y experimentar con Lego se extiende más allá del tiempo de juego de la niñez. De hecho, Estos bloques y productos presentan una oportunidad práctica para aprender los conceptos básicos de Ingeniería estructural , un campo en el que los expertos examinan cuestiones similares mientras construyen edificios, puentes carros, presas, estadios y otras grandes estructuras.
El imperio definitivo de Lego y la ingeniería estructural del mundo real tienen dos cosas en común:una comprensión de física y creatividad . Siempre que conozca las limitaciones de los materiales con los que está trabajando, Habrá menos problemas para evocar su creación plástica, y tal vez otras estructuras a medida que avance.
La escala lo es todo especialmente si desea construir una réplica de un monumento o edificio famoso. Lea por qué la escala también es importante para los ingenieros en la siguiente página.
Aprender a construir a escala es uno de los sellos distintivos de los ladrillos Lego. Agencia de Noticias Xinhua / Agencia de Noticias Xinhua a través de Getty Images Los conceptos de escala son importantes tanto para la construcción de Lego como para la ingeniería estructural. Después de todo, quieres construir algo que sea lo suficientemente grande para tu minifigura de juguete y sus amigos, ¿Derecha?
Bien, el mismo concepto se aplica a los ingenieros que crean espacios lo suficientemente grandes para acomodar a un número deseable de personas. Incluso considerando el resultado final, Hay una razón más importante para pensar en la escala:requiere planificar y modelar su estructura antes de abordar la realidad, una necesidad para los ingenieros y arquitectos estructurales.
Digamos que quiere construir una versión de la Torre Eiffel con ladrillos de Lego. Antes de reunir la cantidad de piezas que necesitará, Es una buena idea determinar la escala de su proyecto y su tamaño. Esto le permite crear la esencia de la estructura con los ladrillos en una escala más pequeña. Construir a escala también pone los materiales de construcción en perspectiva, requiriéndole que admita sus limitaciones. Cuanto más grande es la estructura, más facilidad tendrás para incorporar curvas y arcos en él, incluso utilizando ladrillos rectangulares. Si está especialmente preparado para el desafío, puede utilizar las matemáticas para reducir el tamaño de proyectos anteriores de Lego dividiendo las secciones en tamaños más manejables.
El cielo es el límite, incluso con los productos Lego. Pero, ¿su estructura es funcional? Obtenga más información en la página siguiente.
Los ladrillos de Lego pueden ayudar a los niños a imaginarse mejor dos principios básicos que los ingenieros consideran:carga estática y carga dinámica. Anton Novoderezhkin / Anton Novoderezhkin / TASS Restricciones de carga puede influir en la forma en que los ingenieros estructurales abordan un proyecto determinado. Aunque el término no suene familiar, es básicamente una forma de cuestionar qué pasará cuando el peso u otros factores actúen sobre una estructura u objeto.
Usando ladrillos de Lego, Puede imaginarse mejor dos principios básicos que los ingenieros consideran: carga estática y carga dinámica . La carga estática incluye el peso y la presión sobre la estructura mientras está estacionaria, mientras que la carga dinámica se refiere a cómo las fuerzas externas actúan sobre la estructura mientras se usa. Por ejemplo, cada edificio tiene sus límites físicos para lo que puede soportar:su capacidad de carga estática. Pero, ¿qué pasa con algo que es un poco más móvil, como un avión diseñado para acomodar pasajeros y condiciones de vuelo siempre cambiantes? Los ingenieros deben considerar estos factores para asegurarse de que cuando un avión se carga dinámicamente (con personas, y en el aire) es seguro y eficiente.
Para probar las restricciones de carga dinámica, construya un puente de Lego y luego use un automóvil de control remoto o carros de caja de madera de varios pesos para ver cómo afectan la estructura a medida que se mueven a través de ella. ¿Alguna de las vigas se dobla por el peso adicional? Jugar con la carga dinámica es mucho más efectivo que leerlo en un libro de texto, donde los pesos y los números no son tangibles.
A continuación, hablaremos sobre lo que todo constructor serio de Lego necesita saber.
Diseñador y artista, Yinka Ilori (extremo derecho), inspira a los niños a construir una ciudad divertida durante un taller de LEGO. Tristan Fewings / Getty Images para LEGO Saber cómo usar ladrillos para reforzar la resistencia de una estructura no solo le dará una ventaja al usar productos Lego, pero también podría ayudarlo a comprender las complejas estructuras de su comunidad de Lego.
Digamos que creas un pintoresco pueblo en miniatura y te das cuenta de que un edificio no es muy estable y se derrumba. Al recogerlo te das cuenta de que todavía está relativamente intacto. ¿Deberías desecharlo?
No necesariamente. Vea si puede brindar apoyo adicional a través de vigorizante , o agregando piezas adicionales para soporte. Para un ingeniero estructural, armaduras columnas y vigas deberían hacer el truco, pero las clavijas y los ejes del conector proporcionarán soporte adicional para su contraparte de Lego. También, Es aconsejable preguntarse:¿Estaba apilando piezas que no coincidían o estaba construyendo con los mismos tipos de ladrillos uno encima del otro? Usar el mismo tipo de piezas para apilar es una buena estrategia para hacer que las estructuras sean más estables.
Los patrones de geografía y clima influyen en cómo los ingenieros crean una estructura. ¿Cómo se pueden probar estas condiciones con productos Lego?
Ingeniero estructural vs.ArquitectoAunque las dos profesiones colaboran a menudo, Los ingenieros estructurales y los arquitectos realizan diferentes trabajos. A menudo, el arquitecto presenta un diseño y trabaja junto con un ingeniero estructural para observar la seguridad y efectividad del plan.
Los niños juegan con ladrillos de construcción LEGO en la gran inauguración del LEGOLAND Castle Hotel en Carlsbad, California. Daniel Knighton / Getty Images Varios concursos y experimentos visuales han utilizado proyectos de Lego para modelar los escollos de la ingeniería estructural durante eventos naturales como terremotos. Los competidores aprenden cómo carga sísmica , o el estrés adicional que soporta un edificio durante un terremoto, afecta sus estructuras a pequeña escala.
Lo que tanto los constructores de Lego como los ingenieros estructurales admiten colectivamente es que crear un modelo robusto, o incluso un edificio real, para el caso, requiere comprender una variedad de ondas sísmicas y los problemas que plantean. Dado que algunas áreas en el noroeste experimentan terremotos de baja y alta frecuencia, Los ingenieros tienen el desafío de diseñar estructuras de edificios que puedan soportar ambos.
Para crear edificios más resistentes que puedan resistir terremotos, los estudiantes crean estructuras con tapas más pesadas o insertan armaduras de soporte entre pisos o capas de edificios, muy parecido a lo que haría un equipo de ingenieros estructurales. Luego, desafían sus estructuras colocándolas en simuladores de terremotos para ver qué diseño funciona mejor. La idea es dejar que la innovación natural se afiance, ya que algunos proyectos presentan nuevas ideas que vale la pena probar a mayor escala.
¿Qué mantiene unidos los componentes de tu puente Lego? Descubra con qué concepto de ingeniería estructural puede jugar en su sala de estar en la página siguiente.
Construyendo cualquier cosa ya sea un puente de tensión o simplemente una pared masiva, fuera de Legos, le enseñará a su hijo sobre ingeniería. BSIP / Universal Images Group a través de Getty Algunos puentes parecen desafiar la física con enormes piezas suspendidas en el aire. Resulta que el mismo concepto que hace que esto sea posible también funciona a menor escala con los proyectos de Lego en casa.
Tensión (las fuerzas de tracción sobre los materiales) y compresión (la presión sobre los materiales), dar a muchas estructuras un efecto flotante. Para los amantes de Lego, puede intentar suspender partes de estructuras creando sus propios arcos y puentes. Puentes de celosía, en particular, use tensión y compresión para hacer el trabajo. También es importante tener en cuenta la rigidez de su material, ya que cederá más o menos cuando esté bajo presión adicional.
Publicado originalmente:13 de septiembre de 2011
