גשרים

התאמה למסמך הסטנדרטים:

תחום תוכן 6: טכנולוגיה

תחום משנה: עולם מעשה ידי האדם

סטנדרט תוכן 1.6: מהות הטכנולוגיה כעיסוק בפיתרון בעיות כמענה לצרכים אנושים-חברתיים

תוכנית הלימודים (חט"ב):

ג-2: אנרגיה ואינטראקציה

ג-3: מערכות טכנולוגיות ומוצריהן

הנושא יילמד בהמשך היחידה :"עקרונות בסיסיים בבניה"

לנושא הגשרים נוכל להתייחס מטבע הדברים בהיבט הגיאוגרפי שלהם, נוכל לדון בהיבט הציוני שלהם ונוכל כמובן לדון בהיבט הפיזיקאלי שלהם. בשיעור זה נתמקד בהיבט הפיזיקאלי (תוך איזכור קצר של היבטים אחרים).

פתיחה:

למה צריך גשרים?

כדי לענות על השאלה נבקש בשלב ראשון מן התלמידים להציג מגוון דוגמאות לגשרים.

כדאי לערוך את השיעור בכיתת מחשבים, כך שהילדים יוכלו למצוא דוגמאות רבות ויפות. אם הדבר בלתי אפשרי טכנית, נבקש מן הילדים להביא דוגמאות לקראת השיעור ונציג אותן כעת.

לאחר איסוף דוגמאות רבות, נחזור לשאלה-

מדוע צריך גשרים? באילו מקרים? לאילו צרכים?

נענה על השאלות תוך התבססות על הדוגמאות שהוצגו קודם לכן.

• בין אם הצורך מתעורר בשל תעלה מעליה יש לעבור, בין אם בשל נהר או כביש תחתי, בין אם על מנת לקשר בין בניינים ובין אם כדי "לדלג" מעל עמקים, הצרכים ההנדסיים זהים.

המשך דיון:

• לאחר לימוד היחידה הקודמת ("עקרונות בסיסיים בבניה") נבקש מן התלמידים לציין

אילו כוחות מופעלים על גשרים? אילו שיקולים על המהנדס להפעיל כאשר עליו לבנות גשר?

• על מנת לבסס את הידע נבקש דוגמאות מוכרות לכל אחד מן הכוחות.

• כעת, נבקש מן התלמידים להציע פתרונות לבעיות שהועלו.

• ניצור טבלה: בעמודה אחת יהיו

"הכוחות הפועלים על הגשר" בעמודה אחרת (החשובה מכולן): "פיתרונות אפשריים" ובעמודה האחרונה: "סוג הגשר" (ייתכנו מספר גשרים באותה עמודה).

הטבלה תהיה וודאי חלקית ויחסרו בה פתרונות רבים, אולם אל דאגה:

נצפה כעת בסרטון באופן רצוף

לאחר צפייה ראשונה נבקש מן התלמידים לעדכן את הטבלה, לתקן אותה ולשפרה.

נצפה כעת צפייה חוזרת, אך הפעם נמנה את אחד הילדים להורות מתי לעצור את הסרטון כדי לערוך את הטבלא.

נעדכן יחד את הטבלא

הדגמה:

נדון כעת במספר פתרונות מוצעים. לצורך כך נבקש שני מתנדבים.

1. נבקש מהם להצמיד ידיים כשהם עומדים זקופים. ולנסות לדחוף זה את זה.

2. כעת נבקש מהם להרחיק מעט ולמצוא עמידה יציבה יותר.

3. לבסוף, "נשפר" את עמידתם ע"י יצירת מבנה קשתי בין ידיהם.

איזו צורה יציבה ביותר? מדוע?

מה מקנה הקשת? מה מקנים משולשי התמיכה? נסביר זאת תוך שימוש בשתי ה"שקופיות" המתאימות (כלומר נעצור את הסרטון בשתי שקופיות אלה).

משימה:

נתאר מקרים שונים הדורשים בניית גשר ונבקש מן הילדים לקבוע איזה גשר יתאים לנסיבות.

המקרים יפרטו את סוג הקרקע בה ננעצים העמודים, המרחק בין גדות נהר, סוג החומרים הזמינים, משך הזמן הנתון לצורך הבניה, עלות החומרים ועוד פרמטרים כטוב ליבכם בסיפור.

חלק מן הדרישות יהיו כאלה שהמסקנה המתבקשת מהן תהיה כי בתנאים הנדונים לא ניתן לבנות גשר.

הרחבה:

בפרק הקודם הזכרנו את התדר הפנימי של הגשר (רזוננס), אשר עלול לגרום לגשר לקרוס.

היום נבקש מן התלמידים לחפש את דוגמת הגשר: " Galloping Gertie

אשר ב-7 בנובמבר 1940 התנודד, התנודד עד אשר קרס.

נבקש מן הילדים לחפש סרטון הדגמה קצר (יש המונים כאלה ברשת), המדגים את הקריסה.

כעת, כאשר מראה הגשר המתנודד מול עיניהם, יקל עלינו להסביר את תופעת התנודה הפנימית (רזוננס).

מטלות:

מיצאו דוגמאות ונסו למצוא תמונות של:

1. הגשר הארוך ביותר

2. הגשר המוזר ביותר

3. גשר עשוי מחומרים מוזרים

4. הגשר התלוי הארוך ביותר

5. מיקרים מוזרים ומיוחדים הקשורים לגשרים

עיינו בקובץ "ציר הזמן" שלנו. בקשו מהילדים לחפש נקודות משמעותיות נוספות על גבי ציר הזמן-

למשל:

1. דוגמאות לגשרים מפורסמים שנבנו לאורך ההיסטוריה הציונית והעולמית

2. אירוע "גשר המכבייה".

3. נקודות ציון בפיתוחים הנדסיים מיוחדים.

עדכנו את חבריכם המורים בפורום שבאתרנו בממצאים המיוחדים (אפשר גם למנות ילדים אחראים אשר יעדכנו את הפורום, תחת "בקרתכם" כמובן...)

נחתום את הפעילות בתחרות קבוצתית המאורגנת ע"י שלמה עכבר המעבדה. כדי לוודא כי עקרונות הבניה הופנמו נענה תחילה על השאלות המוצגות בחידון שבאתרנו.

רק תלמיד שענה נכונה על 9 שאלות לפחות יוכל להתחיל. תלמידים שטעו מוזמנים לתקן את תשובותיהם.