Eine Zahnstocherbrücke ist ein Beispiel für Ingenieurskunst im kleinen Maßstab, um Schüler über strukturelle Festigkeit, Kapazität, Belastbarkeit und Kreativität zu unterrichten. In vielen Kursen, Workshops und Wettbewerben bauen die Teilnehmer aus Zahnstochern eine Brücke, die einen breiten Fluss überspannen, eine schwere Last halten oder Erschütterungen standhalten kann. Durch Versuch und Irrtum werden sie in Architektur, Bauwesen und Bauingenieurwesen eingeführt.
Eine der besten Lernmethoden ist der praktische Ansatz. Ausbilder und Professoren auf allen Ebenen kehren zu dem Projekt zurück, das die Schüler herausfordert, eine Brücke nur mit Zahnstochern zu bauen. Neben der Herstellung einer stehenden Zahnstocherbrücke müssen sie ggf. weitere Anforderungen erfüllen, wie z. B. nur zwei Ankerpunkte verwenden, nur Dreiecke bilden, die Brücke nur so lang halten usw. Die Regeln legen auch fest, ob flache oder runde Zahnstocher erlaubt sind, welche Art von Leim zu verwenden, und die Begrenzung der Anzahl der Zahnstocher. Bei Wettbewerben wird das am meisten unterstützte Gewicht, ein ungewöhnliches Design, die leichteste Brücke oder eine Brücke mit der breitesten Länge ausgezeichnet.
Ein Fachwerk ist eine einfache Zahnstocherbrücke, die vollständig aus Dreiecken besteht. Dreiecke haben eine einzigartige Form, da sie das Gewicht im Gegensatz zu Quadraten gleichmäßig verteilen, ohne zu scheren. Eine Fachwerkbrücke verwendet eine Reihe von Dreiecken in zwei parallelen Wänden, die mit anderen Dreiecken ineinandergreifen. Schon kleine Kinder können eine zwischen zwei Büchern aufgehängte Fachwerkbrücke vervollständigen und ihre Festigkeit testen, indem sie Pfennige in die Mitte legen, bis sie zusammenbricht.
Andere Möglichkeiten für eine Zahnstocherbrücke verwenden andere Formen, um das fokussierte Gewicht zu verteilen. Ein Bogen überträgt das Gewicht auf seine Kanten, ohne sich zu biegen, wie es bei einer geraden Stütze der Fall wäre. Eine Art von Bogen wird als Oberleitung bezeichnet; seine umgekehrte Kurve wird durch Aufhängen einer Kette an zwei Punkten hergestellt. Hängebrücken haben hohe Türme, die lange Kabel mit der horizontalen Straße verbinden. Die Türme dienen als Anker, versteifen die Brücke und nehmen etwas Spannung von der Straße.
Der Bau jeder Art von Zahnstocherbrücke ermutigt Sie, Ihr Wissen über Zugfestigkeit, Torsion oder Verdrehung, Konstruktion, Tragfähigkeit, Kostenmanagement, den Unterschied zwischen Druck und Zug, Gewichtsverteilung usw diplomierter Ingenieur. Es gibt sogar Computersimulationen, bei denen Balken Zahnstocher darstellen, sodass Schüler virtuell eine Brücke bauen und testen können, ohne auf das Trocknen des Klebers warten zu müssen.