「アーチの強さ」実験

水平に置いた紙は弱いが、アーチ状の紙は強い。
その簡単な実験を紹介します。

<1>フロッピーケースを2個並べる
(本でも箱でも何でもよい)
<2>その上に用紙を置く
(紙の厚さや大きさを変えてみたら?)
 
<3>紙の上に10円硬貨を載せる
(硬貨の重みに耐えられずに折り曲る。紙の厚さや幅によっては折り曲らない場合も)
 
<4>ケースの間に紙でアーチを組む
(用紙を半円状に丸め、両端をケースの間で固定し、アーチ橋の状態を作る)
<5>アーチの上に10円硬貨を載せる
 今度は紙は折り曲らない。10円硬貨の重みに負けないのです。アーチ構造の強さの証明でしょう。こんな簡単な実験でも、アーチ構造の強さが証明できます。
 ところで、この実験の<3>では1円硬貨2枚まで、<5>では、10円硬貨2枚と1円硬貨2枚までを載せることができました。「紙をアーチ状ににすることで、10円硬貨2枚分の強度が増した」ということです。紙やアーチ径間等の条件を変え、実験を重ねていけば、何か発見できるかも知れませんね。
 
 「アーチの強さを簡単に説明できないか?」とのメールをいただき、言葉だけで説明するのは難しく、実験の模様を写真に撮ったのが本ページの発端。ケースの間隔や紙の厚さ・長さ・幅、上に載せる重さ等を変えて試すのも面白そうです。ケース間の距離が径間、紙の厚さが輪石の厚さとなるので、径間と輪石の厚さの違いで、アーチの強度がどう変化するか実験できそうです。紙の長さを一定にした場合、上に載せられる重さが最大となる径間があるのでしょうか? 紙の厚さを2倍にしたら、強度はどうなる? 興味は尽きません。(熊本国府高等学校パソコン同好会)

作成:2001/01/13 最終更新:2006/10/11


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