Mostovi
Mostovi so izredno pomembni! Ne le, da omogočajo veliko hitrejši avtomobilski promet, omogočajo tudi hitrejši prevoz tovora (pomisli na vse železniške mostove), pretok vode (akvadukti) in nasploh hitrejše premikanje vsega kar potuje.
Pri tem eksperimentu boš poskušal zgraditi čim trdnejši most iz papirja, v sledečem predavanju pa boš izvedel veliko novega o zgodovini mostov, silah, vrstah mostov in podobnem.
Za začetek si oglej nekaj znamenitih slovenskih mosotv!
Most Črni Kal. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje za otroke.
Solkanski most. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje za otroke.
Borovniški viadukt. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje za otroke.
Grajenje mostu – Eksperimenti za otroke
V tem preprostem eksperimentu bo zanimivo prikazano kako različne oblike zlaganja papirja različno dobro prenašajo obremenitve. Gradili bomo namreč papirnate mostove. Vse kar bomo potrebovali je nekaj listov papirja in nekaj knjig. Na podlagi papirnatih mostov pa bomo nato bolje razumeli različne konstrukcije resničnih mostov.
Kaj potrebuješ?
- Nekaj listov papirja,
- Nekaj knjig, med katerimi bomo zgradili most,
- Lepilni trak,
- Predmeti, ki bodo služili kot uteži (najbolje je vzeti kovance).
Izvedba eksperimenta:
- Knjige postavi tako, da med njimi nastane 20cm vrzel.
- Vzemi en list papirja in lepilni trak ter oblikuj kar se da trden most. List papirja lahko prepogibaš in trgaš kot si želiš.
- Zgrajen most postavi na vrzel med knjigam in preizkusi koliko kovancev lahko odložiš nanj preden se le-ta sesuje.
- Ponovi vajo – sedaj sestavi drugačen most. Lahko presežeš prejšnji rezultat in sestaviš trdnejši most, ki bo nosil več kovancev.
Raziskovanje:
Kako na trdnost mosta vplivajo različni načini zlaganja in vihanja papirja?
Obstaja najboljša možna rešitev za izgradnjo trdnega mostu?
Papirnati mostovi. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Razlaga:
Na kratko nekaj o mostovih, več pa sledi v spodnjem predavanju…
Vsak most, najsi bo naš papirnat model, kot tudi resnični več kilometrov dolgi mostovi, mora biti zgrajen tako, da lahko prenaša težo bremena. To se doseže v prvi vrsti z izbiro primernega gradbenega materiala in uporabo primernih oblik.
Sile, ki delujejo na most pa so dveh vrst – sile natezka in sile tlaka. Povedano po domače, gre za to, da določene sile most vlečejo narazen (natezek), ter določene sile, ki na most pritiskajo (tlak).
Zaradi kombinacije obeh sil, torej natezka in tlaka, se zato v gradbeništvu uporabljajo kombinacije različnih materialov. Kamen je npr. material, ki odlično prenaša sile tlaka (pomisli na piramide in ogromno težo s katero kamniti bloki pritiskajo na nižje ležeče bloke). Železo in jeklo pa sta materiala, ki odlično prenašata natezek.
Poleg izbire materiala, pa je izredno pomembna tudi oblika mostu. Tako poznamo viseče mostove, pri katerih breme mostu visi na jeklenicah, ki se razpenjajo med obema koncema mostu. Nadaljnje so tu gredni mostovi – to so mostovi, ki jih najpogosteje lahko srečamo pri nas. Poznamo pa tudi palične mostove, ki so sestavljeni iz paličastih (jeklenih) gradnikov in še nekaj drugih tipov.
Zanimivo dejstvo: Harbour Bridge v Sydneyju v Avstraliji se lahko dvigne ali pade do 18 cm, odvisno od temperature. Pojav se zgodi zaradi širjenja ali krčenja jekla. Pozimi, ko je mraz, se jeklo skrči in zato se most dvigne. Poleti pa se zaradi segrevanja jeklo raztegne (most se torej spusti). Celoten most sestavlja 6 milijonov zakovic in tehta 39006 ton. To je približno toliko kot 4 Eiffel-ovi stolpi skupaj.
RAZLIČNE KONSTRUKCIJE MOSTOV IN KAJ NAS LE-TE NAUČIJO
V nadaljevanju je v 15 minutnem predavanju predstavljeno, kako so se mostovi razvijali skozi čas, katere sile delujejo na mostove, kateri so glavni tipi mostov in še nekaj drugih zanimivosti.
Tekom predavanja boš na slikah opazil precej vprašanj. Poskušaj si jih odgovoriti! V pomoč naj ti bo naše besedilo, kar te dodatno zanima pa ti predlagamo, da pogooglaš.
Mostiščarji in njihovi mostovi. Inštitut 4.0 – robotika in programiranje.
Mostiščarji
Mostiščarji ali koliščarji so živeli v času bakrene dobe na območji ljubljanskega barja. Včasih je bilo na tem območju precejšnje jezero. Ime so dobili pravzaprav po lesenih hiškah, ki so jih povezovali leseni mostovi. Hiške so stale na kolih, ki so bili zabiti v jezersko dno. Ukvarjali so se z lovom in ribolovom ter s primitivnim poljedelstvom. Kar zagotovo poznaš je njihovo prevozno sredstvo – to je čoln imenovan drevak.
Mostiščarji so bili prvi prebivalci našega ozemlja (za katere vemo), ki so gradili mostove. In to precej dolge. Najdaljši znani mostovi so znašali tudi po več sto metrov.
Rimljani so gradnjo mostov pripeljali na povsem novo raven. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Rimljani
Če so bili mostiščarji še bolj začetniki v gradnji mostov, pa so Rimljani gradnjo mostov pripeljali na povsem novo raven.
Rimski mostovi, ki so jih zgradili stari Rimljani, so bili prvi veliki in trajni mostovi na svetu. Rimski mostovi so bili zgrajeni s kamnom in so imeli osnovni lok (glej: ločni most). Večina je uporabljala tudi beton, ki so ga Rimljani kot prvi uporabili pri gradnji.
Seznam rimskih mostov, ki jih je sestavil nek inženir, našteva 330 rimskih kamnitih mostov za promet, 34 rimskih mostov iz lesa in 54 rimskih mostov za akvadukt (pretok vode). Kar je neverjetno je to, da znaten del rimskih mostov tudi po 2000 letih še vedno stoji. Nekateri se celo uporabljajo za avtomobilski promet! Nova raziskava italijanskega zgodovinarja V. Galliazzoja pa je naštela 931 rimskih mostov, večinoma kamnitih, v kar 26 različnih državah (vključno s Slovenijo). Rimljani so torej zgradili (vsaj) 1000 mostov po celi Evropi.
Rimski mostovi imajo nekaj skupnih značilnosti:
- Večinoma so široki več kot 5 metrov (kar je razmeroma veliko),
- Večina jih je rahlo naklonjenih (cesta mostu se proti sredini rahlo dvigne – to je koristno za odtekanje deževnice),
- Mnogi mostovi imajo rustikalne olepšave,
- Kamni so povezani (poenostavljeno povedano) z lesenimi ali kovinskimi palicami – neke vrste mozniki, ki se uporabljajo v lesarstvu (če ne veš kaj je moznik – predlagam, da googlaš)
- Imajo vdolbine v kamnih za lažje prijemanje in rokovanje s kamni.
Zanimivo dejstvo: Veliki most Weinan Weihe na Kitjaskem je nadjaljši most na svetu. Most je del železnice visoke hitrosti in povezuje kraja Zhengzhou – Xi’an. Most je dolg 79.732 metrov in prečka reko Wei, ki je največji pritok Rumene reke (slednja je največja reka na Kitajskem). Most pa prečka tudi številne druge reke, avtoceste in železnice. Za gradnjo mostu je več kot 10.000 delavcev porabilo 2.300.000 kubičnih metrov betona. Za predstavo – to je toliko betona, kot bi ga potrebovali za betonsko kocko s stranico prek 130 metrov.
Srednji vek ni pomenil posebnega napredka – so pa se pojavili zaščitni mostovi in mostnine (za prečkanje). Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Srednji vek
V srednjem veku so bili zelo popularni leseni mostovi. Gradili pa so seveda tudi mostove iz kamna. Cestišče mostu je bilo dovolj široko za voziček oz. konjski voz, z nizkimi stenami na obeh straneh. Ena izmed pogruntavščin srednjega veka pa so bile prav zagotovo mostnine. Srednjeveška Evropa je bila namreč razbita na nešteto malih kneževin in mestnih državic, ki so vsaka po svoje urejale promet. Kar jim je bilo skupno, je želja, pobrati od vsakega trgovca majhen znesek za prečkanje mostu. Ker so bila skoraj vsa srednjeveška mesta zgrajena ob rekah (pomen pitne vode), so bile torej mostnine zelo razširjene. Pomembna pa bila tudi njihova obrambna naloga – mostovi so namreč pogosto varovali dostop do mesta oz. gradu.
Dandanes boš mostnino srečal le zelo poredko. Eden izmed redkih mostov z mostnino je most na hrvaški otok Krk. Na začetku mosta morajo vsi avtomobili plačati 23 kun, kar znaša torej dobre 3 evre. Večkrat se pojavijo protesti (zadnji je bil junija 2019), saj se ljudje ne strinjajo s tem, da je treba za prečkanje mostu plačati. Protestniki ustvarijo cestne zamaške tako, da mostnino plačujejo z lipami (lipe so kovanci, ki predstavljajo stotinke kun). Nato morajo uslužbenci, ki pobirajo mostnino, precej časa šteti te majhne kovančke. To ustvarja velike cestne zamaške in tako vrši pritisk na politično oblast, da naj mostnino ukine.
V vsaki zgradbi in tudi v mostovih delujeta 2 sili – tlak in natezek. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Sile
V vsakem trenutku na mostu delujeta dve glavni sili: stiskanje (tlak) in napetost (nateg). Stiskanje ali tlačna sila je sila, ki poskuša stisniti stvari, na katere deluje. Napetost ali natezna sila je sila, ki razširja stvar, na katero deluje. Povedano z drugimi besedami: določene sile most stiskajo skupaj, določene pa ga raztegujejo. Da se most ne podre, mora zadržati te obe dve sili.
Vsak material pa nima enakih lastnosti. Tlak (torej stiskanje) zelo dobro prenaša kamen in beton. To je tudi razlog zakaj so piramide še danes v precej dobrem stanju.
Raztezek pa zelo dobro prenaša jeklo. To je posebna kovina, ki je še veliko bolj trdna kot železo.
Če tako kombiniramo oba gradbena materiala, lahko dobimo zelo trdno konstrukcijo. Kombinacijo železa/jekla in pa betona imenujemo armiran beton.
Zanimivo dejstvo: To, da so mostovi izredno pomembni je sedaj že jasno. Ampak kateri most je dejansko najbolj zaseden? Glede na podatke je leta 2015 presenetljivih 115,9 milijona vozil prečkalo most New Georgea v New Yorku, ki povezuje Manhattan z New Jerseyjem. To je tako najprometnejši most na svetu. Preračunano to znese 0,317 miljona vozil na dan. V Sloveniji je registriranih okoli 1,5 miljona vozil. To pomeni, da v povprečju pelje čez omenjeni most toliko vozil, kot je v Sloveniji 21% avtomobilov. Torej čez ta most dnevno pelje vsak peti Slovenec. 🙂
Glavni tipi mostov
Mostove lahko najdemo v različnih oblikah, vendar prevladujejo 3 osnovne zasnove; gredni, ločni in viseči mostovi.
Gredni mostovi. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Gredni mostovi so najpreprostejše konstrukcijske oblike. Mostni razpone na obeh koncih podpirata opornica ali pomol, čezenj pa je položena plošča. Gredni most, preprosto povedano, je kot da bi med dve knjigi položil ploščo.
Obokani ali ločni mostovi. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Obokani oz. ločni mostovi so tip mostov, ki so jih gradili Rimljani. Gre torej za stare kamnite ali opečne mostove, narejene iz enega ali več zaporednih obokov. Primer ločnega mostu je Zmajski most čez Ljubljanico. Ime so dobili ti mostovi po značilni obliki lokov (opaziš, da gre za isto obliko in besedo kot pri loku).
Viseči mostovi. Inštitut 4.0. Robotika in programiranje.
Tretja značilna skupina mostov pa so viseči mostovi. Uporabljamo jih predvsem takrat, ko želimo premostiti dolge razdalje. Najbolj poznan je zagotovo most Golden Gate v San Franciscu. Če pogledamo te mostove opazimo, da visijo na kablih (od tod tudi ime).
Če boš slučajno imel raziskovalni navdih, lahko pogledaš 25 minutni dokumentarec iz 30. let, ki govori o gradnji Golden Gate-a. Gre za zelo nazoren in zanimiv dokumentarec, ki pa je v angleščini, tako da ti bo najlažje, če ti bo pri kakšnem prevodu pomagala starejša oseba.
