Zawartość

• Do kroku
• Metoda 1 z 3: Zoptymalizuj koła
• Metoda 2 z 3: Wyreguluj podwozie
• Metoda 3 z 3: Zmaksymalizuj moc
• Porady
• Rzeczy do rozważenia
• Ostrzeżenia

Więc nauczyciel fizyki zlecił ci zbudowanie samochodu z „pułapki na myszy”: stwórz, zaprojektuj i zbuduj mały pojazd, który jest napędzany sprężynowym działaniem pułapki na myszy, aby jak najdalej jeździć nim. Jeśli chcesz być lepszy od innych uczniów w klasie, musisz sprawić, by Twój samochód był jak najbardziej wydajny, tak abyś mógł wycisnąć każdy centymetr ze swojego „samochodu”. Przy odpowiednim podejściu możliwe jest usprawnienie projektu samochodu pod kątem maksymalnej odległości przy użyciu tylko zwykłych materiałów domowych. Możesz także kupić zestaw takiego pojazdu, aby zaoszczędzić sobie wiele wysiłku.

Do kroku

Metoda 1 z 3: Zoptymalizuj koła

1. Użyj większych tylnych kół. Duże koła mają większą bezwładność obrotową niż małe koła. W praktyce oznacza to, że gdy zaczną się toczyć, trudniej je zatrzymać. To sprawia, że ​​duże koła doskonale sprawdzają się na zawodach, na których ważny jest pokonywany dystans - teoretycznie będą przyspieszać wolniej niż mniejsze koła, ale będą się toczyć znacznie dłużej i generalnie pokonują większy dystans. Tak więc, aby uzyskać maksymalny dystans, spraw, aby koła przymocowane do półosi (tej, do której przymocowana jest pułapka na myszy, zwykle tylna), były bardzo duże.
   • Przednie koło jest trochę mniej ważne - może być duże lub małe. Aby Twój pojazd wyglądał jak klasyczny drag racer, wybierz duże tylne koła i mniejsze przednie koła.
2. Używaj cienkich, lekkich kół. Cieńsze koła oznaczają mniejsze tarcie i mogą toczyć się dalej, jeśli odległość jest taka, jakiej chcesz lub potrzebujesz w swoim pojeździe pułapki na myszy. Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę wagę samych kół - każdy niepotrzebny ciężar w końcu spowolni samochód lub doprowadzi do dodatkowego tarcia. Dodatkowo warto zaznaczyć, że szerokie koła mogą mieć nawet niewielki negatywny wpływ na opór powietrza auta. Z tych powodów będziesz chciał użyć najcieńszych i najlżejszych dostępnych kół do Twojego samochodu.
   • Stare płyty CD lub DVD całkiem dobrze sprawdzają się w tym celu - są duże, cienkie i niezwykle lekkie. W takim przypadku można użyć podkładki, aby zmniejszyć otwór w środku płyty (aby oś była lepiej dopasowana).
   • Jeśli masz dostęp do starej płyty winylowej (na gramofon), te też działają wyjątkowo dobrze, choć mogą być za ciężkie dla najmniejszych pułapek na myszy.
3. Użyj wąskiej tylnej osi. Zakładając, że będzie to samochód z napędem na tylne koła, tylne koła będą się obracać za każdym razem, gdy skręcisz tylną oś. Jeśli Twoja tylna oś jest wyjątkowo mała, Twój samochód-pułapka na myszy będzie mógł obracać się więcej razy na tej samej długości liny, niż gdyby była szersza. Przekłada się to na częstsze kręcenie tylnymi kołami, co oznacza większy dystans! Dlatego rozsądnym pomysłem jest wykonanie osi z najcieńszego dostępnego materiału, który nadal wytrzyma ciężar ramy i kół.
   • Wąskie kołki do drewna są tutaj dobrym i łatwo dostępnym wyborem. Jeśli masz dostęp do cienkich metalowych prętów, są one jeszcze lepsze - po nasmarowaniu zwykle dają mniejsze tarcie.
4. Zapewnij przyczepność, szorstkując krawędzie kół. Jeśli koła ślizgają się po ziemi, gdy pułapka się zamyka, energia jest marnowana - pułapka na myszy kręci kołami, ale nie zyskujesz dodatkowej odległości. Jeśli tak się stanie z Twoim samochodem, dodanie surowca do tylnych kół może poprawić jego przyczepność. Aby utrzymać niską wagę, używaj tylko tyle, ile potrzeba, aby nadać końcówkom kół pewną przyczepność i nie więcej. Niektóre odpowiednie materiały to:
   • Taśma elektryczna
   • Gumki
   • Zepsute balony
   • Dodatkowo kawałek papieru ściernego pod tylnymi kołami na linii startu może zmniejszyć poślizg, jeśli samochód zacznie się poruszać (gdy jest to najbardziej prawdopodobne).

Metoda 2 z 3: Wyreguluj podwozie

1. Zbuduj możliwie najlżejsze podwozie. Przede wszystkim Twój samochód powinien być lekki. Im mniejsza masa twojego samochodu, tym lepiej - każdy gram lub miligram, który możesz zgolić z podwozia samochodu, przeniesie go trochę dalej. Nie próbuj używać dodatkowego materiału na podwozie poza tym, który jest potrzebny do utrzymania pułapki na mysz i osi kół na miejscu. Jeśli widzisz zmarnowane miejsce, spróbuj je usunąć lub, jeśli to niemożliwe, przebić w nim otwory wiertarką elektryczną, aby zmniejszyć wagę. Potrzebujesz również możliwie najlżejszego materiału na podwozie. Oto kilka przykładów, które mogą być odpowiednie:
   • Drzewo balsa
   • Twarde plastikowe talerze
   • Cienkie, lekkie blachy (pokrycia dachowe z aluminium / blachy itp.)
   • Zabawki konstrukcyjne (K’NEX, Lego itp.)
2. Spraw, aby podwozie było długie i wąskie. Idealnie samochód powinien być aerodynamiczny - to znaczy mieć jak najmniejszy obszar w kierunku, w którym będzie się poruszał. Porównaj to ze strzałą, motorówką, samolotem lub włócznią - pojazd zaprojektowany z myślą o maksymalnej wydajności prawie zawsze będzie miał długi, smukły kształt, aby zminimalizować opór. Dla celów twojego samochodu pułapki na myszy będzie to oznaczać, że twoje podwozie musi być wąskie zarówno w poziomie, jak iw pionie (chociaż trudno będzie zrobić podwozie węższe niż sama pułapka na myszy).
   • Nie zapomnij zminimalizować oporu, nadając swojemu samochodowi możliwie najwęższy i najmniejszy profil. Stań na ziemi i spójrz na swój samochód od przodu, aby zobaczyć elementy podwozia, które sprawiają, że profil Twojego samochodu jest niepotrzebnie duży.
3. W miarę możliwości używaj kleju zamiast gwoździ. O ile to możliwe, staraj się używać kleju w projekcie samochodu zamiast gwoździ, szpilek lub innych cięższych materiałów. Na przykład wystarczy użyć kilku małych kropek kleju, aby przymocować pułapkę na mysz do obudowy. Ogólnie klej trzyma się równie dobrze jak paznokcie, co może niepotrzebnie zwiększyć wagę. Użyj super kleju, a nie kleju szkolnego, ponieważ ten ostatni nie będzie się trzymał zbyt dobrze.
   • Kolejną zaletą kleju jest to, że zwykle nie wpływa on na opór powietrza Twojego samochodu. Z drugiej strony, jeśli którykolwiek koniec gwoździa wystaje z podwozia, mogą ma mały wpływ.
4. Miej na uwadze integralność strukturalną swojego podwozia. Jedynym czynnikiem ograniczającym, jeśli chodzi o to, jak lekkie i smukłe można uczynić podwozie pułapki na myszy, jest jego kruchość - jeśli samochód jest zbyt lekki, może stać się tak delikatny, że zamknięcie pułapki na myszy może uszkodzić samochód. Delikatna równowaga między osiąganiem maksymalnej odległości a niestabilnością samochodu może być dość trudna do osiągnięcia, ale śmiało eksperymentuj. Sama pułapka na myszy prawdopodobnie nigdy się nie złamie, więc jeśli masz dodatkowy materiał podwozia, możesz popełniać błędy.
   • Jeśli używasz bardzo delikatnego materiału, takiego jak drewno balsa, i masz problemy z utrzymaniem obudowy razem, rozważ dodanie małego paska mocniejszego materiału (takiego jak metal lub plastik) na spodzie obudowy. Zwiększa to wytrzymałość konstrukcyjną samochodu i ogranicza zmiany oporu powietrza i masy.

Metoda 3 z 3: Zmaksymalizuj moc

1. Daj pułapce na myszy długie „ramię”, aby zwiększyć siłę dźwigni. Większość samochodów z pułapkami na myszy działa w ten sposób: pułapka na myszy jest `` ustawiona '', lina przywiązana do ramienia pułapki na myszy jest ostrożnie owinięta wokół jednej z osi kół, a kiedy pułapka zatrzaskuje się, wahliwe ramię pułapki przekazuje swoją energię na oś, aby koła się obracały. Ponieważ ramię fału jest dość krótkie, jeśli samochód nie jest starannie wykonany, może zbyt szybko naciągnąć pas, powodując ślizganie się kół i marnowanie energii. Aby uzyskać wolniejsze, bardziej stabilne pociągnięcie, przymocuj długi drążek do ramienia, aby działał jak dźwignia, a następnie przywiąż koniec sznurka do niego, a nie do samego ramienia.
   • Ważne jest, aby użyć odpowiedniego materiału na dźwignię. Rękojeść nie powinna się w ogóle zginać pod naciskiem struny - oznacza to marnowanie energii. Wiele podręczników zaleca solidne konstrukcje balsy lub balsę wzmocnioną metalem, aby uzyskać mocne, ale lekkie dźwignie.
2. Ustaw pułapkę jak najdalej do przodu. Zakładając, że pułapka napędza tylne koła, umieść pułapkę na myszy jak najdalej do przodu, nie dotykając przednich kół. Im większa odległość między fałem a kołami, tym lepiej - większa odległość oznacza, że ​​można owinąć więcej liny wokół osi w celu uzyskania siatki nieco więcej powolna i stała siła uciągu.
3. Upewnij się, że tarcie ruchomych części jest minimalne. Aby uzyskać maksymalny dystans, chcesz maksymalnie wykorzystać moc pułapki na myszy. Oznacza to zmniejszenie tarcie na powierzchniach Twojego samochodu, gdzie punkty ślizgają się względem siebie. Użyj łagodnego smaru, takiego jak WD-40, olej do maszyn do szycia lub podobnego produktu, aby dobrze naoliwić punkty styku między ruchomymi częściami samochodu, aby samochód „poruszał się” tak płynnie, jak to tylko możliwe.
   • Wszystkie opisy konstrukcji samochodu pułapki na myszy wskazują, że oś jest głównym źródłem tarcia w takim pojeździe. Aby zminimalizować tarcie na osi, potrzyj lub spryskaj niewielką ilość smaru na każdej osi w miejscu styku z podwoziem i, jeśli to możliwe, wprowadź go w punkt styku, przesuwając koła do przodu i do tyłu.
4. Jeśli możesz, użyj najpotężniejszej pułapki na myszy. Zwykle wszyscy uczniowie będą musieli użyć tej samej pułapki na myszy do tego zadania, aby każdy samochód miał taką samą moc. Jeśli jednak nie masz tego ograniczenia, użyj najpotężniejszej pułapki na myszy, jaką możesz znaleźć! Większe pułapki, takie jak pułapki na szczury, zapewniają znacznie większą moc niż zwykłe pułapki na myszy, ale wymagają również solidniejszych konstrukcji i mogą uszkodzić samochód, jeśli się zamkną, więc może być konieczne wzmocnienie i dostosowanie podwozia i / lub osi.
   • Pamiętaj, że pułapki na szczury i inne duże pułapki na gryzonie mogą łatwo złamać ci palce, więc trzymaj się pułapek, które są na krawędzi, nawet jeśli masz pewność, że pułapka jest przymocowana do trzonu i nie może się swobodnie zatrzasnąć.

Porady

• Zmniejsz tarcie na wale, minimalizując obszar wspornika, który styka się z wałem napędowym. Podpora dla cienkich stalowych wałków ma mniejsze tarcie niż otwór wywiercony w kłodzie.
• Zmniejsz wstrząsy, umieszczając kawałek biszkoptu na powierzchni sera. Zapobiega to nadmiernemu podskakiwaniu samochodu, gdy ramię dźwigni składa się w dół.
• Wyrównanie osi i zawieszenia ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia tarcia i poprawy wydajności.
• Jeśli kupisz podkładkę, zabierz ze sobą płytę CD i oś do sklepu z narzędziami. Zwiększa to szansę na uzyskanie odpowiedniego rozmiaru za pierwszym razem.
• Możesz zobaczyć wiele różnych projektów studenckich na stronie „Wyzwanie samochodu pułapki myszy”.
• Zwiększyć tarcie, woskując linę woskiem ze świecy. Dzięki woskowi lina lepiej naciąga trzon.
• W razie potrzeby zwiększ tarcie, używając gumki lub taśmy wokół trzonu, w którym jest nawinięty sznurek. Lina powinna obracać wał i nie ślizgać się.
• Zmniejsz masę, używając prostego lekkiego drążka jako karoserii. Zmniejszenie masy zmniejsza również tarcie na podnośnikach osi.
• Pomocne jest upewnienie się, że oś nie chwieje się lub będzie się poruszać w lewo iw prawo.
• Zastosuj jak najmniejszą masę na samochodzie, jednocześnie czyniąc go wystarczająco dużym, aby mógł się poruszać.

Rzeczy do rozważenia

• Stosunek koło / oś: Użyj dużych kół i małej osi do określenia odległości. Pomyśl o tylnym kole roweru; mały napęd i duże koło.
• Powolność: Ile energii potrzeba, aby uruchomić samochód? Lżejszy samochód potrzebuje mniej. Zmniejsz masę pojazdu na jak największą odległość.
• Uwolnienie energii: Gdy energia jest uwalniana powoli, moc jest wykorzystywana bardziej efektywnie, a samochód jedzie dalej. Jednym ze sposobów spowolnienia tego zwolnienia jest wydłużenie ramienia dźwigni. Dłuższe ramię przemieszcza się na większą odległość i tworzy więcej liny wokół osi. Samochód jedzie dalej, ale wolniej.
• Tarcie: Zminimalizuj tarcie na wale poprzez zminimalizowanie powierzchni styku. W tym przykładzie zastosowano cienki wspornik stalowy. Na początku wywiercono otwór w kłodzie, aby pomieścić popiół. Zostało to pominięte, ponieważ zwiększona powierzchnia umożliwia samochodowi wykorzystanie energii do pokonania tarcia zamiast poruszania się do przodu.
• Trakcja: To jest tarcie, które wykorzystujesz na swoją korzyść. W razie potrzeby tarcie należy zmaksymalizować (gdy lina owija się wokół osi i gdy koła stykają się z podłogą). Ślizgające się liny lub koła to strata energii.

Ostrzeżenia

• Ilość dostępnej energii jest ograniczona: siła sprężyny. Przedstawiony samochód jest bliski maksimum. Gdyby ramię dźwigni było dłuższe lub koła były większe, samochód by to zrobił w ogóle się nie ruszaj! W takim przypadku moc wyjściową można „dostroić” lekko naciskając anteny (skracając uchwyt).
• Pułapki na myszy są niebezpieczne. Mógłbyś złamać palec. Zawsze miej nadzór osoby dorosłej. Możesz zostać zraniony, a upadek może się złamać!
• Uważaj na narzędzia, piłowanie drewna lub jakiekolwiek szkodliwe materiały. Upewnij się, że tam zawsze nadzór osoby dorosłej ma miejsce podczas pracy nad projektem.