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Build a Bridge Challenge

STEM in a Bag

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Can you bridge the gap? Did you know there are more than 120 feet of suspension bridges at Tulsa’s Gathering Place? Bridges are everywhere — connecting roads, rivers, and people! From towering suspension bridges to sturdy beam bridges, each one is carefully designed to balance strength, shape, and stability.

Now it’s your turn to engineer a bridge that can hold your favorite toy or stuffed animal over a 1-foot gap! Get ready to build, test, and connect through STEM!

🚀 Engage

There are over 120 feet of suspension bridges at the Gathering Place. How many have you walked across? Think about the different bridges you’ve seen around the playground or in your town.

🔎 Explore

Bridges are important structures that allow us to stay connected and use land that may otherwise be inaccessible. There are many different types of bridges used for different purposes. Your challenge is to use the supplies to design and build a bridge that will suspend your favorite toy or stuffed animal over a 1-foot gap.

CONSIDER THE FOLLOWING:

  • Which of these types of bridges will you create?
  • What are the strengths and weaknesses of the materials you have?
  • What patterns can you form with them to create the strongest structure?

⚙️Design Process

Use the steps of the Design Process to complete your challenge.

  • Sketch It! Draw your plan on a piece of paper and think about which materials you’d like to use and how many.
  • Build It! Remember, you can only use the straws, popsicle sticks, chenille-wire and index cards available, but you don’t have to use them all. You can cut or bend these items however you want. You can also include recycled materials such as cardboard tubes.
  • Test It! Place two surfaces 1 foot apart. (Chairs work great!) Place your toy or stuffed animal in the middle to see if it can support the weight for a full 2 minutes.
  • Improve It! Now is your chance to improve your design! Did it successfully support the weight? Great! See if you can redesign your bridge to be longer and carry even more weight. If it can’t support the toy, how can you improve your design?

💡 Explain

  • Structural Engineer – an engineer who designs buildings, roads, bridges, towers, and other structures that support or resist loads. YOU are the structural engineer for this activity!
  • Force – a push or a pull. The bridge will exert, or apply, an upward force, or push, on your stuffed animal or toy.
  • Gravity – an invisible force that pulls objects toward the center of the Earth. Gravity will pull down on the toy and the bridge.
  • Tension – the force of stretching something or when something is stretched. The roadbed of the bridge will experience tension as it is pulled between the two sides of the gap it spans.

✈️ Elaborate

  • Watch this video to learn more about the Engineering Design Process.
  • What makes bridges so strong? Watch this video to learn how they can be strong enough to support cars and trucks.

🔬 Evaluate

THINK ABOUT:

  • How similar was your design to your bridge once it was built?
  • Did you make any changes to your design during the building phase? Why or why not?
  • Did you use all the parts provided to you? Were any of the parts used only to increase the length of the bridge?
  • What other materials would have helped with this challenge?
  • What do engineers have to think about when they are designing and building structures like bridges?
STEM Hero: Emily Roebling

Emily Roebling was a smart woman who loved math and science at a time when women weren’t allowed to be engineers. When her husband, the chief engineer of the Brooklyn Bridge, got very sick, Emily stepped in. She learned everything about building the bridge and helped lead the project for over 10 years! Thanks to her hard work, the bridge was finished, and she became the first person to cross it — with a rooster in her lap for good luck. Today, she’s remembered as the woman who helped save the Brooklyn Bridge and a true STEM pioneer.

  • This activity aligns with the following Oklahoma Academic Standards:

    • MS-ETS1-1: Define the problem by specifying criteria (what makes a bridge “good”) and constraints (budget, materials, safety factors).
    • MS-ETS1-2: Evaluate different design solutions (e.g., beam, truss, arch) using a systematic process.
    • MS-ETS1-3: Analyze data from testing different designs to identify the best features to improve upon.

🚀 Emplear

Hay más de 120 pies de puentes colgantes en el Gathering Place. ¿Con cuántos has cruzado?

🔎 Explorar

Los puentes son estructuras importantes que nos permiten mantenernos conectados y utilizar terrenos que de otra manera serían inaccesibles. Hay muchos tipos de puentes diferentes que se utilizan para diferentes propósitos. Su desafío es diseñar y construir un puente que suspenda su juguete o animal de peluche favorito sobre un espacio de 1 pie.

Considera lo siguiente:

  • ¿Cuál de estos tipos de puentes crearás?
  • ¿Cuáles son las fortalezas y debilidades de los materiales que tienes?
  • ¿Qué diseño puedes formar con los materiales para crear una estructura más fuerte?
  • ¿Si su puente tiene que abarcar un espacio de 1 pie de ancho, ¿que tan largo debe ser el puente en general?

⚙️ Proceso de Diseño

  • ¡Esboza! Dibuje su plan en una hoja de papel y piense qué materiales le gustaría utilizar y cantidad.
  • ¡Constrúyelo! Recuerde, solo puede usar popotes, los palitos de helado y las fichas disponibles, pero no es necesario que los use todos. Puede cortar o doblar estos materiales como desee. También puede incluir materiales reciclados como tubos de cartón.
  • ¡Pruébalo! Coloque dos superficies planas a 1 pie de distancia. (¡Sillas funcionan muy bien!) Coloque su juguete o animal de peluche en el medio para ver si puede soportar el peso por 2 minutos completos.
  • ¡Mejoralo! ¡Ahora es tu oportunidad de mejorar tu diseño! ¿Soportó con éxito el peso? ¡Excelente! Vea si puede rediseñar su puente para que sea más largo y lleve aún más peso. Si no puede soportar el juguete, ¿cómo puedes mejorar el diseño?

💡 Explicar

  • Ingeniero estructural: un ingeniero que diseña edificios, carreteras, puentes, torres y otras estructuras que soportan o resisten cargas. ¡USTED es el ingeniero estructural de esta actividad!
  • Fuerza: un empujón o un tirón. El puente ejercerá una fuerza hacia arriba, o empujará, sobre su peluche o juguete.
  • Fuerza de Gravedad: una fuerza invisible que atrae objetos hacia el centro de la Tierra. La gravedad tirará el juguete y el puente.
  • Tensión: la fuerza de estirar algo o cuando algo se extiende. La calzada de la carretera del puente experimentará tensión a medida que se tira entre los dos lados del espacio que abarca.

✈️ Elaborar

  • Vea este vídeo para obtener más información sobre el proceso de diseño de ingeniería.
  • ¿Qué hace que los puentes sean tan resistentes? Mira este vídeo para descubrir cómo pueden ser lo suficientemente resistentes como para soportar el peso de coches y camiones.

🔬 Evaluar

Pensar en:

  • ¿Qué tan similar fue su diseño a su puente una vez que fue construido?
  • ¿Hizo algún cambio en su diseño durante la fase de construcción? ¿Por qué o por qué no?
  • ¿Utilizó todos los materiales que se le proporcionaron?
  • ¿Algún de las piezas se usó solo para la longitud del puente?
  • ¿Qué otros materiales habrían ayudado con este desafío? ¿En qué tienen que pensar los ingenieros cuando diseñan y construyen estructuras como puentes?
Héroe STEM: Emily Roebling

Emily Roebling era una mujer inteligente a la que le encantaban las matemáticas y las ciencias en una época en la que las mujeres no podían ser ingenieras. Cuando su esposo, el ingeniero jefe del puente de Brooklyn, enfermó gravemente, Emily tomó el relevo. Aprendió todo lo necesario sobre la construcción del puente y ayudó a dirigir el proyecto durante más de 10 años. Gracias a su arduo trabajo, el puente se terminó y ella se convirtió en la primera persona en cruzarlo, con un gallo en su regazo para dar buena suerte. Hoy en día, se la recuerda como la mujer que ayudó a salvar el puente de Brooklyn y una verdadera pionera en el campo de las ciencias, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas.

  • Esta actividad se alinea con los siguientes Estándares Académicos de Oklahoma:

    • MS-ETS1-1: Definir el problema especificando criterios (qué hace que un puente sea «bueno») y limitaciones (presupuesto, materiales, factores de seguridad).
    • MS-ETS1-2: Evaluar diferentes soluciones de diseño (por ejemplo, vigas, cerchas, arcos) utilizando un proceso sistemático.
    • MS-ETS1-3: Analizar los datos obtenidos al probar diferentes diseños para identificar las mejores características que se pueden mejorar.