Слайд 2Цель – это финальный результат достижения идеального или реального предмета, к которому
определенный субъект сознательно или бессознательно стремиться.
Задача – это решение какого-либо процесса для достижения цели.
Слайд 3Цель работы – создание понимания у учащихся связи учебных предметов (химии
и физики) на примере конструирования мостов.
Слайд 4Задачи:
Показать актуальность темы
Продемонстрировать, как разные науки объединяются для достижения цели
Слайд 5Мост — искусственное сооружение, возведенное через реку, озеро, болото, овраг, пролив или любое другое физическое препятствие. Мост,
возведённый через дорогу, называют путепроводом, мост через овраг или ущелье — виадуком.
Мост является одним из древнейших инженерных изобретений человечества.
Слайд 7Разновидности мостов:
Висячий мост
Вантовый мост (классический дизайн)
Вантовый мост (дизайн в
стиле арфы)
Материалы для мостов:
металл (сталь и алюминиевые сплавы)
железобетон, бетон, природный камень, дерево, верёвки.
Слайд 8Различия между типами висячих мостов
Висячий мост
Вантовый мост, классический дизайн
Вантовый мост, дизайн
в стиле арфы
Слайд 9Висячий мост «Золотые ворота»
(Сан-Франциско)
Общая длина: 2737 м,
высота опор: 227 м над водой,
Масса: 894 500 т.
Слайд 10Вантовый мост
(Муром)
Общая длина: 1393,6 м
Ширина моста: 15 м
Эксплуатация:
Открытие1 октября 2009 года
Слайд 12 Русский мост в России
- соединяет Владивосток и остров Русский
Основной пролёт - 1
104 метров
Мост открыт 1 августа 2012 года
Слайд 14 Причиной строительства моста вдоль русла реки стали местные фермеры, которые
категорически отказывались отдавать свои земельные участки под строительство моста.
Прокладывать же дорогу через гору очень дорого.
Слайд 15Дворцовый мост - разводной чугунный мост через Неву в Санкт-Петербурге.
Слайд 16Аничков мост
Эксплуатация: Открытие 1716 (деревянный),
1785 (каменный с башенками),
1841 (со скульптурами коней)
Слайд 17Теория для практики
Измерения показывают, что одно и то же тело расширяется
при различных температурах по-разному: при высоких температурах тепловое расширение обычно сильнее, чем при низких. Однако разница в расширении невелика, при относительно небольших изменениях температуры мы можем ею пренебречь и считать, что изменение размеров тела пропорционально изменению температуры. Обозначим длину тела при начальной (например, комнатной) температуре t буквой L, а длину того же тела при температуре t' – буквой L'. Удлинение тела при нагревании на (t' – t)° равно L' – L. Удлинение того же тела при нагревании на 1 °С будет при наших предложениях в (t' – t) раз меньше, т.е. равным L' – L /(t' – t). Это – общее удлинение всего тела. Чтобы получить характеристику теплового расширения материала, из которого сделано тело, надо взять относительное удлинение, т.е. отношение наблюдаемого удлинения к длине нашего тела при определённых, нормальных, условиях. Нормальной считают длину тела при 0 °С и обозначают её L0.
Слайд 18Итак, величина, характеризующая тепловое расширение материала, есть = (L' – L)/[L0(t' – t)]. Она называется коэффициентом линейного
расширения и показывает, на какую долю своей нормальной длины увеличивается длина тела при нагревании на 1 °С.
Вредное влияние теплового расширения приходится учитывать и при постройке мостов, плотин, металлургических печей и других сооружений. Строя мостовую ферму на береговом устое, закрепляют наглухо только один её конец, а другой устанавливают с помощью шарнира 1 на подвижной опоре, которая помещается на стальных катках 2. Вследствие этого при тепловом расширении ферма свободно передвигается на катках, не расшатывая и не повреждая береговые устои. Сооружая большие мосты и плотины, также стремятся ослабить разрушительное действие теплового расширения. Для этого в них устраивают «термические швы» – узкие прослойки из пластичного материала, например, асфальта, допускающие расширение постройки при её нагревании.
Слайд 19Тесно связаны мосты с колебательным движением и, в частности, с резонансом.
Резона́нс - явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при совпадении частоты собственных колебаний с частотой колебаний вынуждающей силы.
Слайд 20Многие физические объекты, обладая определённой упругостью, могут совершать собственные колебания, а
внешнее периодическое воздействие на них может оказаться резонансным. Изучение явления резонанса позволяет избежать отрицательных последствий этих воздействий.
Слайд 21Конструкции мостов испытывают все виды деформаций: сжатия и растяжения, изгиба, кручения,
сдвига. Чтобы мост долго служил, необходимо, чтобы деформации были упругими, т.е. исчезали после снятия нагрузки.
Слайд 22Задача: физическая и техническая
Сложную физическую и техническую задачу решили 5 лет
назад московские мостостроители: они перенесли вдоль Москвы-реки на 1,5 км один из мостов.
Слайд 23К этой операции готовились полгода. Её уникальность заключалась в том, что
сплав огромной конструкции осуществлялся в городе, в ограниченном пространстве. Вся операция передвижки 1390-тонной арки длиной 135 м заняла 8,5 суток. Мост перевозили тремя самоходными баржами: две – грузоподъёмностью по 1,2 тыс. т и одна грузоподъёмностью 3 тыс. т. Транспортировка шла при постоянном контроле. Учёные установили в разных точках конструкций десятки датчиков, прогибомеров, тензометров. Данные всех приборов поступали на компьютер.
Баржи вели по реке шесть буксиров мощностью 4500 л.с. каждый (три спереди и три сзади). Расчётную скорость сплава – 0,2 м/с при скорости течения реки 0,5 м/с – выдержать было трудно. Приходилось постоянно тормозить. В сплаве участвовали около 200 человек. По прогнозам специалистов, на новом месте мост простоит ещё 100 лет. Для этого сделали всё возможное: отчистили его, капитально отремонтировали, загрунтовали и покрыли высококачественной краской.
Слайд 24Со второй половины 20-х гг. ХХ в. начали сооружать железобетонные мосты.
Опоры облицовывали гранитными глыбами, и мосты выглядели неуклюжими. С середины 1930-х гг. мосты начали строить в стиле прошлого столетия – с решётками, фонарями и прочими украшениями. В период блокады ни один большой мост серьёзно не пострадал – помогла искусная маскировка. Сегодня под охраной государства находятся 14 мостов.
Слайд 25Переправы для военных
Серьёзное препятствие на пути военных – реки. Переправу наводит
тяжёлый механизированный мостоукладчик (ТММ). Он может перекинуть мост через реку в считанные секунды. По сути дела, это автомобиль высокой проходимости с закреплённым на нём складным мостом. Длина одного пролёта 10,5 м, ширина проезжей части – 3,8 м. Конструкция опоры позволяет изменять её высоту от 1,7 до 3,2 м; сооружение выдерживает нагрузку до 600 кН.
Слайд 27Выводы:
На примере разных конструкций мостов мы увидели взаимосвязь предметов физика и
химия, сопротивление материалов.
Чтобы стать мостостроителем, необходимо знать о многих явлениях и законах из разных наук.