一个鸡蛋的解决方案

在我的研究中，我还了解了蛋壳圆顶的结构支撑。圆顶是三维拱形的事实可以证明这一点。拱门是楔形的物体，有助于支撑拱顶的拱心石，承受所有的重量。楔石将重量分散到所有加固它的楔上，最终使它得到地面的支撑。

我会用厨房称来测量蛋壳倒塌前在蛋壳上的书的重量。这将是最好的测量方法，因为书就是穹顶上的东西，我们应该知道穹顶能承受多少重量。我将在整个实验中控制几个变量，以确保这些因素是一致的。这些变量将是鸡蛋的品牌，蛋壳的高度，书籍和杂志的类型，以及规模。这个实验可以应用于建筑师的工作。我的数据可以说明拱门设计的有效性。较高的拱门比较宽的拱门更坚固。所以，它可以承受更大的重量。因此，在建造结构时，建筑师可以建造更大的建筑，如果在墙壁结构中使用更高的拱门。该结构也可以更加华丽，因为额外的木材，水泥或固定装置的重量可以支撑。 This information is necessary to know when creating or reading blueprints in design fabrication.

类型

物理

年级

中学

项目难度

媒介

成本

购买鸡蛋($2)+ dremel工具(如果尚未拥有)

安全问题

操作dremel工具时需要家长监督或协助。

完成项目所需的时间

12个小时

客观的

我要测试一下蛋壳有多坚固，或者它们能承受多少重量。我希望垂直穹顶能承受更长的时间。

材料

• 18个鸡蛋
• 盛鸡蛋的碗
• 统治者
• 薄永久记号笔
• 一本精装书
• 许多书籍和杂志
• 厨房秤
• 德雷梅尔小锯

介绍

我选择完成一个关于测试蛋壳强度的科学展览项目。我选择这个主题是因为我对建筑这个话题很感兴趣。我相信我可以完成一个如此复杂的科学项目。我的假设是，“如果蛋壳是垂直指向的，那么它会承受更多的重量，因为拱形可以将重量分布在蛋壳的周围边缘，蛋壳中心的破裂空间就更小了。”

在我的研究中，我希望能够达到确定定位蛋壳的更强拱的目标。这将增加我在建筑领域的实验知识，并允许我研究感兴趣的领域。

背景研究的术语和概念

• 支撑结构
• 重量分布
• 垂直的圆顶
• 拱

研究问题

• 蛋壳垂直放置或水平放置对所能支撑的重量有什么影响?
• 蛋壳的垂直或水平放置对所能支撑的重量有什么影响?

假设

如果蛋壳是垂直指向的，那么它会承受更多的重量，因为拱形可以将重量分散到蛋壳周围的边缘，从而减少蛋壳中心破碎的空间。

实验的程序

1. 小心地在碗里放9个鸡蛋。
2. 拿出一个鸡蛋，把它直立。用一根竹签在第一个鸡蛋的尖端上打一个洞。
3. 把鸡蛋倒进另一个碗里。
4. 用细记号笔，在鸡蛋最粗的地方画一条中心线。
5. 用锯子在中心线上切割贝壳。

6. 继续制作蛋壳圆顶，直到有9个垂直的圆顶。
7. 再买一套9个鸡蛋。
8. 重复步骤#1- 4，同时把这些鸡蛋放在水平位置。
9. 重复这一步骤，直到有九个水平的圆屋顶。(现在总共有9个水平的圆顶和9个垂直的圆顶。)
10. 将三个垂直的圆屋顶以等边三角形的形式放置在平面上。(每个圆顶之间的距离为17.78厘米。)
11. 在蛋壳上放一本精装书。
12. 继续在第一本书上添加书籍和杂志，直到蛋壳破裂。

6. 把这堆书放在厨房秤上。
7. 在数据表上记录书的重量。
8. 用另外两组垂直的圆顶来重复堆放书籍的过程。
9. 计算三次试验中书的平均重量。
10. 用一组新的圆顶重新开始这个过程。这一次使用水平圆顶。将三个水平的圆屋顶以等边三角形的形式放置在平面上。(每个圆顶之间的距离为17.78厘米。)
11. 对每一组水平的圆顶重复书的堆叠和称重过程。

6. 计算这三次试验中书的平均重量。
7. 将数据记录在数据图上。

结果与结论

我的项目题目是，“蛋壳的垂直或水平放置对所能支撑的重量有什么影响?”这个实验的目的是确定水平切割或垂直切割蛋壳的位置是否会影响它们所能承受的重量。

我的实验结果表明，随着蛋壳高度的增加，蛋壳所能承受的重量也随之增加。

数据显示，垂直的蛋壳圆顶比水平的圆顶多承重约10000克。例如，垂直穹顶支撑的平均重量为20861.56克，水平穹顶支撑的平均重量为10107.74克。根据我的结果，水平的圆顶比垂直的圆顶弱得多，所以水平的蛋壳承受的重量更小。事实上，垂直穹顶所承受的重量是水平穹顶的两倍。

我的假设是，如果蛋壳是垂直放置的，那么它会承受更多的重量，因为拱形可以将重量分布在蛋壳周围的边缘，并且蛋壳中心的破碎空间更小。数据确实支持我的假设。在这次调查中，我遇到了一个问题，我想要切蛋壳的切刀切不开蛋壳。然而，我发现了一个小锯子，可以轻松地切开蛋壳的材料;这有助于我的项目，并减少了实验的持续时间。

应用程序

我的实验结果可能适用于建筑师或结构工程师。我的数据可以说明高拱设计的有效性。高拱比宽拱更结实，能承受更多的重量。更高的拱门可以承受更大的重量。因此，在建造建筑物时，建筑师或工程师可以用许多高拱来建造更坚固的建筑物或桥梁，而不是一个宽拱。

参考书目

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