Tak więc twój nauczyciel przedmiotów ścisłych zlecił twojej klasie klasyczne zadanie „samochodu w pułapkę na myszy”: zrobić, zaprojektować i zbudować mały pojazd napędzany trzaskiem pułapki na myszy, aby Twój samochód podróżował tak daleko, jak to możliwe. Jeśli chcesz wyprzedzić wszystkich innych uczniów w klasie, musisz maksymalnie zwiększyć wydajność swojego samochodu, aby móc wycisnąć ze swojego „samochodu” każdy cal. Przy odpowiednim podejściu możliwe jest usprawnienie projektu samochodu na maksymalną odległość przy użyciu tylko popularnych materiałów stosowanych w domu. Możesz także kupić zestaw samochodowy z pułapką na myszy w dowolnym sklepie rzemieślniczym i pominąć zastanawianie się, czy to zadziała.
Kroki
Metoda 1 z 3: Optymalizacja kół
Krok 1. Użyj dużych tylnych kół
Duże koła mają większą bezwładność obrotową niż małe koła. W praktyce oznacza to, że gdy zaczną się toczyć, trudniej jest je przestać. To sprawia, że duże koła są idealne do zawodów opartych na dystansach – teoretycznie będą przyspieszać wolniej niż mniejsze koła, ale będą toczyć się znacznie dłużej i pokonają ogólnie większy dystans. Tak więc, aby uzyskać maksymalną odległość, spraw, aby koła na osi napędowej (tej, do której jest przywiązana pułapka na myszy, czyli zwykle tylnej) były bardzo duże.
Przednie koło jest trochę mniej ważne – może być duże lub małe. Aby uzyskać klasyczny wygląd drag racera, będziesz potrzebować dużych kół z tyłu i mniejszych z przodu
Krok 2. Użyj cienkich, lekkich kół
Cieńsze koła mają mniejsze tarcie i mogą iść dalej, jeśli odległość jest tym, czego chcesz lub potrzebujesz z wyścigówką z pułapką na myszy. Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę wagę samych kół – każda niepotrzebna waga ostatecznie spowolni Twój samochód lub doprowadzi do zwiększenia tarcia. Dodatkowo warto zauważyć, że szerokie koła mogą mieć nawet niewielki negatywny wpływ na opór auta ze względu na opór powietrza. Z tych powodów będziesz chciał używać najcieńszych i najlżejszych kół dostępnych dla Twojego samochodu.
- Stare płyty CD lub DVD sprawdzają się w tym celu całkiem dobrze – są duże, cienkie i niezwykle lekkie. W takim przypadku można użyć podkładki hydraulicznej, aby zmniejszyć rozmiar otworu w środku płyty CD (aby lepiej dopasować oś).
- Jeśli masz dostęp do starych winyli, te również działają bardzo dobrze, choć mogą być zbyt ciężkie dla najmniejszych pułapek na myszy.
Krok 3. Użyj wąskiej tylnej osi
Zakładając, że twój samochód jest samochodem z napędem na tylne koła, za każdym razem, gdy obraca się tylna oś, obracają się tylne koła. Jeśli twoja tylna oś jest wyjątkowo chuda, twój samochód-pułapka na myszy będzie w stanie obrócić ją więcej razy dla tej samej długości sznurka, niż gdyby był szerszy. Przekłada się to na częstsze obracanie tylnymi kołami, co oznacza większy dystans! Z tego powodu mądrym pomysłem jest zrobienie osi z najcieńszego dostępnego materiału, który utrzyma ciężar ramy i kół.
Wąskie drewniane pręty na kołki są tutaj świetnym, łatwo dostępnym wyborem. Jeśli masz dostęp do cienkich metalowych prętów, są one jeszcze lepsze - po nasmarowaniu mają zwykle mniejsze tarcie
Krok 4. Stwórz przyczepność, nadając krawędzie tarcia kół
Jeśli koła ślizgają się po ziemi, gdy pułapka jest uruchomiona, energia jest marnowana - pułapka na myszy działa, aby koła się obracały, ale nie uzyskujesz dodatkowej odległości. Jeśli tak się stanie w Twoim samochodzie, dodanie materiału powodującego tarcie do tylnych kół może zmniejszyć ich poślizg. Aby utrzymać wymagania dotyczące wagi na niskim poziomie, używaj tylko tyle, ile jest konieczne, aby zapewnić czubkom kół pewną przyczepność i bez dodatkowych kosztów. Niektóre odpowiednie materiały to:
- Taśma elektryczna
- Gumki
- Wyskoczyła guma balonowa
- Dodatkowo umieszczenie kawałka papieru ściernego pod tylnymi kołami na linii startu może zmniejszyć poślizg, gdy samochód zacznie się poruszać (kiedy jest to najbardziej prawdopodobne).
Metoda 2 z 3: Dostosowywanie ramki
Krok 1. Zbuduj najlżejszą możliwą ramę
Przede wszystkim Twój samochód powinien być lekki. Im mniejsza masa twojego samochodu, tym lepiej - każdy gram lub miligram, który możesz okroić z ramy twojego samochodu, to trochę dalej twoja pułapka na myszy będzie w stanie popchnąć twój samochód. Staraj się nie mieć dodatkowego materiału ramy poza tym, co jest konieczne, aby utrzymać pułapkę na myszy i osie kółek na miejscu. Jeśli widzisz zmarnowaną przestrzeń na ramie, spróbuj ją usunąć, a jeśli to niemożliwe, wykonaj w niej otwory za pomocą wiertarki, aby zmniejszyć jej wagę. Będziesz także chciał użyć jak najlżejszego materiału do swojej ramy. Oto tylko kilka odpowiednich:
- Drzewo balsa
- Twarde plastikowe arkusze
- Cienkie, lekkie blachy (aluminium/blacha dachowa itp.)
- Zabawki do budowania (K'NEX, Legos itp.)
Krok 2. Spraw, aby rama była długa i wąska
Idealnie chcesz, aby Twój samochód był ukształtowany aerodynamicznie – czyli tak, aby prezentował jak najmniejszą powierzchnię w kierunku, w którym będzie się poruszał. Podobnie jak strzała, długa łódź, samolot lub włócznia, pojazd zaprojektowany z myślą o maksymalnej wydajności prawie zawsze będzie miał długi, chudy kształt, aby zminimalizować opór powietrza. Na potrzeby samochodu z pułapką na myszy będzie to oznaczać, że twoja ramka będzie zarówno wąska (chociaż trudno będzie uzyskać węższą ramkę niż sama pułapka na myszy), jak i pionowo chuda.
Pamiętaj, aby zminimalizować opór, starasz się nadać swojemu samochodowi możliwie najwęższy i najmniejszy profil. Spróbuj zejść na ziemię i spojrzeć na swój samochód od przodu, aby dostrzec fragmenty ramy, które sprawiają, że profil samochodu jest niepotrzebnie duży
Krok 3. W miarę możliwości używaj kleju zamiast gwoździ
Wszędzie tam, gdzie możesz, staraj się użyć kleju w projekcie swojego samochodu, a nie gwoździ, szpilek lub innych cięższych rozwiązań. Na przykład wystarczy użyć tylko kilku małych plamek kleju, aby przymocować pułapkę na myszy do ramy. Generalnie klej trzyma się tak samo dobrze jak paznokcie, co może nadmiernie obciążać. Użyj super kleju, a nie kleju szkolnego, który nie będzie tak dobry.
Kolejną zaletą kleju jest to, że zwykle nie powinien wpływać na opór powietrza w Twoim samochodzie. Z drugiej strony, jeśli któryś koniec gwoździa wystaje z ramy, może to mieć niewielki efekt
Krok 4. Pamiętaj o integralności strukturalnej ramy
Jedynym czynnikiem ograniczającym to, jak lekka i chuda może być rama samochodu pułapki na myszy, jest jej kruchość - jeśli jest zbyt lekka, może stać się tak delikatna, że działanie odskoku pułapki na myszy rozerwie samochód na strzępy. Delikatna równowaga między osiągnięciem maksymalnego dystansu a niestabilnością samochodu może być dość trudna do uzyskania, ale nie bój się eksperymentować. Sama pułapka na myszy prawdopodobnie nigdy się nie zepsuje, więc jeśli masz dodatkowy materiał ramy, będziesz mógł popełniać błędy.
Jeśli używasz bardzo delikatnego materiału, takiego jak drewno balsa, i masz trudności z utrzymaniem ramy, rozważ dodanie małego paska z mocniejszego materiału, takiego jak metal lub plastik, na spodzie ramy. W ten sposób zwiększa się wytrzymałość konstrukcji samochodu, jednocześnie minimalizując zmianę jego oporu powietrza i masy
Metoda 3 z 3: Maksymalizacja mocy
Krok 1. Daj swojej pułapce długie „ramię”, aby zwiększyć jej dźwignię
Większość samochodów z pułapkami na myszy działa w następujący sposób: pułapka jest „założona”, sznurek przywiązany do ramienia pułapki na myszy jest starannie owinięty wokół jednej z osi kół, a gdy pułapka jest uruchamiana, wahliwe ramię pułapki przekazuje swoją energię do osi, aby skręcić koła. Ponieważ ramię pułapki jest dość krótkie, jeśli samochód nie jest starannie skonstruowany, może ciągnąć za sznurek zbyt szybko, powodując poślizg kół i utratę energii. Aby uzyskać wolniejsze, bardziej stabilne naciąganie, spróbuj przymocować do ramienia długi drążek, który będzie działał jak dźwignia, a następnie przywiąż do niego koniec sznurka, lepiej niż do samego ramienia
Ważne jest, aby użyć odpowiedniego materiału na dźwignię. Dźwignia nie powinna w ogóle zginać się pod naprężeniem struny - to marnotrawstwo energii. Wielu przewodników poleca solidne konstrukcje z balsy lub balsę wzmocnioną metalem, aby uzyskać solidną, ale lekką dźwignię
Krok 2. Ustaw pułapkę jak najdalej do przodu
Zakładając, że twoja pułapka będzie obracać tylnymi kołami, chcesz, aby pułapka na myszy twojego samochodu znajdowała się daleko z przodu ramy, tak jak to możliwe, bez dotykania przednich kół. Im dłuższa odległość między pułapką a kołami, tym lepiej - większa odległość oznacza, że będziesz w stanie zapętlić więcej sznurka wokół osi, aby uzyskać trochę dodatkowej wolnej i stabilnej siły uciągu.
Krok 3. Zapewnij minimalne tarcie ruchomych części
Aby uzyskać maksymalny dystans, będziesz chciał używać jak najbliżej 100% mocy pułapki na myszy. Oznacza to zmniejszenie tarcia na powierzchniach samochodu, gdzie punkty ślizgają się po sobie. Użyj łagodnego smaru, takiego jak WD-40, smar samochodowy lub podobny produkt, aby dobrze naoliwić punkty styku między ruchomymi częściami samochodu, aby samochód „pracował” tak płynnie, jak to możliwe.
Wiele przewodników budowy samochodów pułapek na myszy identyfikuje oś jako główne źródło tarcia w samochodzie pułapki na myszy. Aby zminimalizować tarcie osi, wetrzyj lub spryskaj trochę smaru na każdej osi w miejscu, w którym styka się ona z ramą, a następnie, jeśli to możliwe, włóż go w punkt styku, przesuwając koła do przodu i do tyłu
Krok 4. Jeśli możesz, użyj najpotężniejszej pułapki na myszy
W większości przypadków, w przypadku zadań związanych z pułapkami na myszy, wszyscy uczniowie będą musieli używać tej samej wielkości pułapki na myszy, aby projekty samochodów wszystkich miały taką samą moc. Jeśli jednak nie masz tego ograniczenia, możesz użyć najpotężniejszej pułapki na myszy, jaką możesz znaleźć! Większe pułapki, takie jak pułapki na szczury, zapewniają znacznie więcej mocy niż podstawowe pułapki na myszy, ale wymagają również mocniejszych konstrukcji lub mogą rozbić samochód, gdy są zawieszone, więc może być konieczne wzmocnienie ramy i / lub osi, aby się do nich dostosować.
Należy pamiętać, że pułapki na szczury i inne duże pułapki na gryzonie mogą łatwo złamać palce, dlatego należy obchodzić się z uzbrojonymi pułapkami z najwyższą ostrożnością, nawet jeśli masz pewność, że pułapka jest przymocowana do osi i nie powinna się swobodnie zamykać
Porady
- Jeśli sznurek jest tylko owinięty wokół osi, samochód może ledwo się poruszać. Dodanie większej piasty napędowej może poprawić siłę uciągu. Na niektórych zdjęciach na osi znajduje się gumowa opona, która działa jak „przekładnia” i zmniejsza poślizg struny.
- Użyj najdłuższej dostępnej dźwigni, aby maksymalnie wysunąć ramię pułapki na myszy. Końcówka pokonuje większą odległość, co pozwala na wykonanie większej liczby owinięć sznurka. Do dźwigni użyto anteny z rozbitego boom-boxa. Wszystko, co jest długie, lekkie i niezbyt elastyczne, będzie działać na dźwignię.
- Zmniejsz tarcie na osi, minimalizując powierzchnię podpory, która styka się z osią napędową. wspornik osi z cienkiej stali ma mniejsze tarcie niż otwór wywiercony w klocku.
- Zmniejsz wstrząs, używając odrobiny gąbki jako symulowanego sera. Dzięki temu samochód nie podskakuje tak mocno, gdy ramię dźwigni spada.
- Wyrównanie osi i mocowań ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia tarcia i zwiększenia wydajności.
- Zmniejsz tarcie, nakładając Molykote®, smar w proszku na bazie dwusiarczku molibdenu na osie, koła i sprężynę pułapki na myszy.
- Jeśli kupujesz podkładkę, zabierz ze sobą płytę CD i oś do sklepu z narzędziami. Może to pomóc w uzyskaniu odpowiedniego rozmiaru za pierwszym razem.
- Możesz zobaczyć wiele różnych wysiłków uczniów na stronie internetowej Mouse Trap Car Challenge.
- Zwiększ tarcie, woskując sznurek woskiem ze świecy. Dzięki woskowaniu sznurek ma lepszy naciąg na oś.
- Zwiększ tarcie tam, gdzie jest to potrzebne, używając gumowej opony lub taśmy wokół osi, na której owinięty jest sznurek. Sznurek powinien obracać oś i nie ślizgać się.
- Zmniejsz masę, używając prostego lekkiego sztyftu do części ciała. Zmniejszenie masy zmniejsza również tarcie na podporach osi.
- Przydatne jest upewnienie się, że oś nie dudni, w przeciwnym razie będzie się poruszać w lewo iw prawo.
- Użyj jak najmniejszej masy na samochodzie, jednocześnie zwiększając jego rozmiar, aby mógł się poruszać.
Rzeczy do rozważenia
- Stosunek koła do osi: Na odległość używaj dużych kół i małej osi. Pomyśl o tylnym kole roweru; mały napęd i duże koło.
- Bezwładność: Ile energii potrzeba na uruchomienie samochodu? Lżejszy samochód wymaga mniej. Zmniejsz masę pojazdu, aby uzyskać najlepszą odległość.
- Szybkość uwalniania energii: Jeśli energia jest uwalniana powoli, energia jest wykorzystywana bardziej efektywnie, a samochód pojedzie dalej. Jednym ze sposobów spowolnienia tego zwolnienia jest wydłużenie ramienia dźwigni. Dłuższe ramię pokonuje większą odległość i pozwala na większe owinięcie sznurka wokół osi. Samochód pojedzie daleko, ale wolniej.
- Tarcie: Zminimalizuj tarcie na osi, minimalizując powierzchnię styku. W tym przykładzie użyto cienkiego stalowego wspornika. Początkowo do podtrzymywania osi służył otwór wywiercony w klocku. Zrezygnowano z tego, ponieważ większa powierzchnia powoduje, że samochód zużywa energię na pokonywanie tarcia, zamiast jechać do przodu.
- Trakcja: To jest to, co nazywasz tarciem, gdy wykorzystujesz je na swoją korzyść. Tarcie powinno być zmaksymalizowane tam, gdzie jest to potrzebne (gdzie sznurek owija się wokół osi i gdzie koła stykają się z podłogą). Poślizgnięcie się sznurka lub kółek to strata energii.
Ostrzeżenia
- Pułapki na myszy są niebezpieczne. Możesz złamać palec. Korzystaj z nadzoru osoby dorosłej. Możesz doznać kontuzji i rozdzielić pułapkę!
- Istnieje limit ilości dostępnej energii; moc wiosny. Pokazany samochód jest bliski maksimum. Gdyby ramię dźwigni było dłuższe lub koła byłyby większe, samochód w ogóle by się nie poruszał! W takim przypadku uwalnianie energii można „dostroić” wciskając nieco anteny (skrócić dźwignię).
- Zachowaj ostrożność podczas obchodzenia się z narzędziami, cięciem drewna lub jakimikolwiek szkodliwymi materiałami. Powinieneś zawsze mieć dorosły nadzór podczas pracy.
