Författare: Björn Bergvall

How Strong is Spaghetti?

How strong is spaghetti?  Challenge kids to invent a way to find out!

Material

  • 1 package of spaghetti
  • 2 sheets of styrofoam
  • Books
  • Wooden blocks

We started our project by investigating how much weight spaghetti can hold when it’s vertical.  We quickly discovered that spaghetti is not very strong!  It bends very easily, and breaks easily.

I asked the boys if they thought multiple pieces of spaghetti could hold more weight, and possibly even hold up a book.  We tried sticking about 20 pieces of spaghetti into the styrofoam disk.

We decided to see if the spaghetti could hold up our large history book, and of course it could not…

We tried again with our test, and used LOTS of spaghetti.  I can’t remember how many pieces this was, but I think it was somewhere in the neighborhood of 200.  One of the challenges of balancing weight on top of spaghetti is that it bends and sways very easily!  We had good success putting another piece of styrofoam on top of the spaghetti, and then adding weight on top of that.

We were able to get 6 board books on top of the spaghetti!  Not a ton of weight, but hey – it’s spaghetti!

Then we devised a second test to investigate the strength of spaghetti when it is lying down horizontal.  Aidan built a small bridge out of blocks and laid the spaghetti across the bridge.  We were able to pull the spaghetti out of the styrofoam and use the same pieces.

Aidan put blocks on top of the spaghetti on each side to hold it in place.  Then he started adding weight in the middle.

Surprisingly, the spaghetti held a lot of weight!  I figured that it would be stronger this way than standing up vertically, but it was stronger than I thought it would be.

As Aidan added more weight to the center, he had to add more weight to the sides to keep the spaghetti in place.

What can we learn about the strength of materials from spaghetti?

This article from Scientific American explains what engineers are looking for when choosing the materials to design a bridge, and it has a neat experiment to test tension and compression in a bridge made out of spaghetti.  This is probably best for kids age 13+, but parents and teachers can also summarize the information for youngest students.  It’s not difficult to read, and I definitely learned something!

Challenge kids to invent their own way to test the strength of spaghetti!  Have fun investigating!

Thanks FrugalFun4Boys.com for the idea!

Hur stark är spaghetti?

Hur stark är spaghetti?  Utmana barnen att uppfinna ett sätt att ta reda på det!

Material

  • 1 paket spaghetti
  • 2 ark styrofoam
  • Böcker
  • Träklossar

Vi började vårt projekt med att undersöka hur mycket vikt spaghetti kan hålla när den är vertikal.  Vi upptäckte snabbt att spaghetti inte är särskilt stark!  Den böjer sig väldigt lätt och går lätt sönder.

Jag frågade pojkarna om de trodde att flera bitar spaghetti skulle kunna hålla mer vikt och kanske till och med hålla upp en bok.  Vi försökte sticka in ungefär 20 spaghettibitar i styrofoamskivan.

Vi bestämde oss för att se om spagettin kunde hålla upp vår stora historiebok, och det kunde den naturligtvis inte…

Vi försökte igen med vårt test och använde MASSOR av spaghetti.  Jag kommer inte ihåg hur många bitar det var, men jag tror att det var någonstans i närheten av 200.  En av utmaningarna med att balansera vikt ovanpå spaghetti är att den böjer sig och svänger väldigt lätt!  Vi lyckades bra med att lägga en annan styrofoambit ovanpå spaghettierna och sedan lägga vikt ovanpå den.

Vi lyckades få upp 6 brädböcker ovanpå spagettien!  Det var inte så mycket vikt, men det är ju spaghetti!

Sedan utarbetade vi ett andra test för att undersöka spaghettis styrka när den ligger horisontellt.  Aidan byggde en liten bro av klossar och lade spagettien över bron.  Vi kunde dra ut spagettin ur styroporet och använda samma bitar.

Aidan lade block ovanpå spagettien på varje sida för att hålla den på plats.  Sedan började han lägga till vikt i mitten.

Överraskande nog höll spagettien mycket vikt!  Jag tänkte att den skulle vara starkare på det här sättet än att stå vertikalt, men den var starkare än jag trodde att den skulle vara.

När Aidan lade till mer vikt i mitten var han tvungen att lägga till mer vikt på sidorna för att hålla spagettien på plats.

Vad kan vi lära oss om materialens styrka av spaghetti?

Den här artikeln från Scientific American (på engelska) förklarar vad ingenjörer letar efter när de väljer material för att konstruera en bro, och den innehåller ett snyggt experiment för att testa spänning och kompression i en bro gjord av spaghetti.  Detta är förmodligen bäst för barn från 13 år och uppåt, men föräldrar och lärare kan också sammanfatta informationen för de yngsta eleverna.  Den är inte svår att läsa och jag lärde mig definitivt något!

Utmana barnen att hitta på ett eget sätt att testa spaghettis hållfasthet!  Ha kul med att undersöka!

 

Tack FrugalFun4Boys.com för tipset!

How strong is a piece of paper?

We are going to test the strength of paper, folded in differently  shaped columns, by piling books on top. This is very similar to how columns are used to support buildings and other structures.

Triangle, square and circle. Which paper is the strongest?

The Science Behind It

The cylinder can support the most books because it’s walls don’t have any edges. The force of the books cannot become concentrated in a particular area. The load is distributed evenly. In other words, all parts of the cylinder are sharing the load of the books.  All parts of the cylinder, therefore, contribute to it’s overall strength until, finally, it collapses.

The square and triangle deform more easily.  They shift the weight of the books to their edges and corners, which deforms their walls and leads to a quick collapse.  They are unable to carry weight only at their edges.

Have you noticed columns in buildings and other structures, like parking garages? What shape are the columns? Are they on the inside of the building/structure to serve their practical purpose of supporting beams or arches? Or are they exterior columns which lend support but also beauty to the structure?

Early architects in several ancient civilizations used columns in architecture including the ancient Egyptians, Persians, Greeks and Romans.

Challenge Instructions

  • Use regular copy paper, not card stock for this challenge.
  • Fold each paper into the three shapes and secure with tape.
  • Slowly pile books on top of each shape.

How many books can you pile on top of each shape? We did this experiment three times and got three different results, although the cylinder always bore the weight of three to four times the amount of books as the square or triangle.

© Copyright 2020 CreeksideLearning.com

Hur starkt är ett papper?

Vi ska testa styrkan på papper, vikta i olika formade pelare, genom att stapla böcker ovanpå. Detta liknar mycket hur pelare används för att stödja byggnader och andra strukturer.

Triangel, kvadrat och cirkel. Vilket papper är starkast?

Vetenskapen bakom det

Cylindern kan bära flest böcker eftersom dess väggar inte har några kanter. Böckernas kraft kan inte koncentreras till ett visst område. Lasten fördelas jämnt. Med andra ord delar alla delar av cylindern delar på böckernas belastning.  Alla delar av cylindern bidrar därför till dess totala styrka tills den slutligen kollapsar.

Kvadraten och triangeln deformeras lättare.  De flyttar böckernas vikt till sina kanter och hörn, vilket deformerar deras väggar och leder till en snabb kollaps.  De kan inte bära vikt endast vid sina kanter.

Har du märkt pelare i byggnader och andra strukturer, som parkeringsgarage? Vilken form har pelarna? Är de på insidan av byggnaden/strukturen för att tjäna sitt praktiska syfte att stödja balkar eller valv? Eller är det yttre pelare som ger stöd men också skönhet till strukturen?

Instruktioner för utmaningar

  • Använd vanligt kopieringspapper.
  • Vik varje papper i de tre formerna och säkra med tejp.
  • Stapla långsamt böcker ovanpå varje form.

Hur många böcker kan du stapla ovanpå varje form?  Vi gjorde detta experiment tre gånger och fick tre olika resultat, även om cylindern alltid bar vikten av tre till fyra gånger mängden böcker som kvadraten eller triangeln.

© Upphovsrätt 2020 CreeksideLearning.com

Fallskärmsutmaning

Översikt

Lär dig om luftmotstånd samtidigt som du tillverkar en fantastisk fallskärm! Designa en som kan falla långsamt till marken innan du sätter den i luften, testa och gör ändringar under tiden. Förhoppningsvis kommer din fallskärm att sjunka långsamt ner till marken och ge din vikt en behaglig landning. När du släpper fallskärmen drar vikten ner strängarna och öppnar upp en stor yta av material som använder luftmotståndet för att sakta ner. Ju större yta, desto större luftmotstånd och desto långsammare faller fallskärmen.

Genom att skära ett litet hål i mitten av fallskärmen kan luften sakta passera genom den i stället för att strömma ut över ena sidan.
bör hjälpa fallskärmen att falla rakare.

Material som behövs:

  • En plastpåse eller ett lätt material
  • Sax
  • Snöre
  • Ett litet föremål som fungerar som vikt, en liten actionfigur är perfekt.

Instruktioner

  1. Skär ut en stor kvadrat ur plastpåsen eller materialet.
  2. Klipp av kanterna så att det ser ut som en oktagon (en åttasidig form).
  3. Klipp ett litet hål nära kanten på varje sida.
  4. Fäst 8 stycken snören av samma längd i varje hål.
  5. Knyt snörbitarna till det föremål som du använder som vikt.
  6. Använd en stol eller hitta en hög plats för att släppa fallskärmen och testa hur bra den fungerade,

Kom ihåg att du vill att den ska falla så långsamt som möjligt.

Ytterligare resurser

Tänk på det! Fungerar större fallskärmar bättre? Hur skulle du ändra konstruktionen för att kunna bära en tyngre eller lättare vikt?

  1. Hur fungerar en fallskärm? https://tinyurl.com/we6r5nj
  2. Fallskärmar och vetenskapen om luftmotstånd: https://tinyurl.com/yakmqzkn

Tipset är hämtat från www.projectexploration.org