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2013全国表年科普创新实验大赛

SOLVE FOR TOMORROW 探知未来

安全保护科普实验决赛内容与评判细则

科普实验背景

  地震往往造成严重的人员伤亡,稳固的建筑结构会减少伤亡,因此建筑的结构设计非常重要。设置安全保护科普实验比赛项目,正是为了激发广大学生对这种现象进行深入思考和探索,并通过实践验证自己的想法。

任务

  用组委会统一提供的桐木、胶水等套材设计、制作一个结构,考查结构在承载指定质量前提下,遭到外力冲击作用后的稳定性(见示意图)。


示意图示意图


限制条件

  i. 组委会统一提供的套材包括:

  桐木条:截面为3×3mm,15根,每根长度1m

  胶水:502、406各1瓶

  美工刀:1把

  微型锉:1把

  刻度尺:1把

  铅笔:1支

  草稿纸:不限

  细砂纸:一张

  ii. 只能使用胶水粘接结构。

  iii. 结构整体高度不得低于20cm,质量不得超过20g。

  iv. 结构内部必须有一个可以让一根直径为80mm的圆柱顺利通过的空间,空间形状不限。

制作规则

  i. 制作时间为上午9:30—11:30。

  ii. 制作过程中不能使用任何自带工具;与比赛无关的人员(包括指导老师、领队)不得进入制作区。

  iii. 组委会在现场提供一台公用克秤,供选手称量结构质量。称量结构质量时应注意秩序,避免损坏他人物品。

  iv. 制作时间结束后,所有参赛选手必须服从现场裁判指令,立即停止制作,并将胶水、美工刀等工具交给现场工作人员,回收剩余木条。

  v. 11:30—12:00之间测结构自重和高度。在此期间,除各队队长,其他队员必须全部退出制作区。

  vi. 自重及高度符合要求的结构,加贴标签后由组委会统一保管,比赛开始前任何人不得触碰。

  vii. 超重或高度不足的结构,淘汰出局。

比赛

  i. 所有团队必须在比赛开始前15分钟内回到制作区。

  ii. 撞击实验在组委会提供的一套撞击装置上进行,该装置包括一个倾斜角为30度的滑道、一辆可滑动的小车(见示意图)。撞击物是质量分别为2kg、3kg、4kg、5kg、6kg的实心铅球。将结构放在小车上,将小车移动至滑道口,让铅球从滑道顶端自由滚落冲击小车。

  iii. 加载到结构上的重物总重40kg,是2个质量分别为20kg的杠铃片。

  iv. 赛前准备和在小车上放置结构的时间总共不能超过5分钟,撞击实验比赛时间为10分钟,从加载第一个杠铃片开始计算比赛时间。

  v. 撞击实验按铅球质量由低到高的顺序依次进行。每次撞击之前,须选手自行将小车移回初始比赛位置,中间不允许移动杠铃;

  vi. 撞击实验中出现下列任何一种情形,视为无效撞击,比赛结束,当次撞击不计入成绩:

  a) 铅球撞击小车后,结构未能支撑5秒即坍塌(起始时间为小车停止运动);

  b) 小车静止后承重板压到任何一根支撑柱,致一张A4纸不能在承重板与支撑架之间自然通过;

  c) 撞击时比赛时间已满。

  vii. 在依次撞完2kg、3kg、4kg、5kg、6kg铅球后承重板没有压到任何一个支撑柱时,开始第二轮撞击,10分钟内轮次不做限制。

  viii. 从开始计时到比赛结束,不能对结构和杠铃片进行任何形式的调整。

  ix. 比赛完毕后由队长到记分员处签名确认成绩。

评判标准

  i. 以有效撞击小车的铅球质量之和排名,铅球质量总和越大,成绩排名越靠前。

  ii. 铅球质量之和相同时,结构自重轻的排名靠前。

挑战赛

  挑战赛是安全保护命题决赛之外的一项附加奖励,经过两轮撞击未坍塌的结构视为挑战成功。

  组委会对有关比赛事项有最终解释权。