關鍵概念
物理學
工程學
比率
穩定性
力
引言
如果你曾經用積木搭建過塔樓，你可能已經弄倒過其中一些——無論是故意的還是意外的。有時你的塔樓變得太高太搖晃，你就是無法讓它保持站立！在這個活動中，你將瞭解在建造一座高且穩定的塔樓時需要做出的權衡。
背景
是什麼決定了積木塔樓會保持站立還是倒塌？想想一個水平放置在地面的單個長方體積木。相對於其高度而言，該積木具有寬大的底座，因此非常穩定。如果你用手指推它的側面，它可能會側向滑動，但不會傾倒。現在拿起同一塊積木，將其垂直立在一端。現在底座相對於其高度而言變得更窄。如果你推積木頂端附近，它可能會倒塌而不是滑動。如果你新增更多積木呢？水平堆疊的兩個長方體積木將比垂直端到端堆疊的相同兩個積木更穩定得多。塔樓的穩定性取決於其寬度與高度的比率。這就提出了一個挑戰：給定有限數量的積木，你如何建造一座儘可能高且穩定的塔樓？（也就是說，當你推它或對著它吹氣時，它不會輕易傾倒。）在這個專案中，你將嘗試一下，並找出答案！
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請注意，這個相同的概念適用於真實的建築物。非常矮的建築物，例如單層房屋，通常非常穩定。頂部逐漸變窄的高大建築物，如金字塔，也非常穩定。高而細的建築物，如摩天大樓，可能更容易受到包括強風和地震在內的自然災害的影響，這些災害可能導致它們倒塌。需要大量的額外工程設計來確保它們保持安全！
材料
玩具紙板或木製積木，或各種空紙板箱——麥片、紙巾、鞋盒等（不要使用塑膠卡扣式積木。）
鉛筆和紙
椅子（用於站立）或成人（幫助你將積木放在塔頂）（可選）
風扇（可選）
準備
確保你有足夠的開放地面空間來建造一座高塔，並且如果它倒塌不會損壞任何東西。
在你開始之前收集所有積木。數數你有多少積木，並按大小（小、中、大）大致分類。
畫出幾個不同的積木塔樓設計的草圖。儘量使塔樓儘可能高——但也要計劃使其穩定，以便它們不會輕易倒塌。
步驟
嘗試建造你的一個塔樓設計。如果塔樓的高度超過你能夠到的高度，請站在椅子上或請成人幫助新增更多積木。你能在塔樓倒塌之前完成建造嗎？
如果你成功完成塔樓的建造，嘗試用手指輕輕敲擊塔樓的幾個地方。塔樓會倒塌嗎？
如果你的塔樓倒塌了，想想你如何重新設計它以使其更穩定。你需要犧牲一些高度來實現這一點嗎？
如果你的塔樓沒有倒塌，那就突破極限！你能在保持穩定的同時使其更高嗎？
不斷迭代（重新設計和重建）你的塔樓，直到它穩定但你無法在不使其不穩定的情況下使其更高。
額外專案：用風扇對著你的塔樓吹風，模擬風力。你的塔樓能保持站立嗎？
觀察和結果
建造最高的塔樓起初可能看起來非常簡單——只需將所有積木垂直端到端堆疊，一個疊在另一個之上。這應該會給你最大的可能高度，對嗎？從技術上講，是的，但這也會導致塔樓非常不穩定，因為它太高太細了。它甚至可能在你完成建造之前就自行倒塌！相反，你可以透過使塔樓非常矮而寬來建造一座極其穩定的塔樓——但那樣它就不會很高！最佳解決方案可能介於兩者之間，塔樓的底部比頂部更寬。你可能必須經歷多次塔樓建造迭代，直到找到最佳的設計。這是工程設計過程的正常特徵。
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