Așadar, profesorul tău de științe îți dă o sarcină la clasă pentru a construi o „mașină de capcane pentru șoareci”, care este de a construi și proiecta un vehicul mic care obține energie din mișcarea de prindere a unei capcane pentru șoareci, astfel încât mașina să se poată deplasa cât mai departe posibil. Dacă doriți să vă depășiți colegii de clasă, trebuie să vă faceți mașina cât mai eficientă, astfel încât să acopere cea mai îndepărtată distanță. Cu abordarea corectă, puteți desena modele detaliate de mașini pentru a atinge distanța maximă folosind doar instrumente simple acasă.
Etapa
Metoda 1 din 3: Optimizarea roților vehiculului
Pasul 1. Folosiți o roată spate mare
Roțile mari au o inerție de rotație mai mare decât roțile mici. În termeni practici, odată ce roțile încep să se rotească, acestea se vor opri mai greu. Deci, roțile mai mari sunt perfecte pentru concursurile de distanță - teoretic, ele vor accelera mai lent decât roțile mai mici, dar se vor roti mai mult și vor acoperi distanțe mai mari. Deci, pentru o distanță maximă, așezați roata foarte mare pe puntea de direcție (unde este atașată capcana pentru șoareci, care este de obicei spatele)
Roata din față nu prea contează - poate fi mare sau mică. Pentru a arăta ca o mașină de curse, poate doriți să puneți roțile mari în spate și cele mai mici în față
Pasul 2. Folosiți o roată subțire și ușoară
Nu puneți greutate pe roți - sarcinile inutile vor încetini cu siguranță mașina sau vor provoca frecare. În plus, roțile late pot avea un efect negativ asupra tractării datorită rezistenței la aer. Prin urmare, este mai bine să folosiți cele mai subțiri și ușoare roți pentru mașină.
- CD-urile sau DVD-urile vechi sunt suficient de bune pentru a îndeplini acest scop - mari, subțiri și foarte ușoare. Din punct de vedere al compatibilității, dopurile de țevi pot fi utilizate pentru a reduce dimensiunea găurii din centrul CD-ului (pentru a se potrivi axului).
- Dacă aveți discuri de vinil, le puteți folosi și dvs., deși pot fi prea grele pentru o capcană de șoareci foarte mică.
Pasul 3. Folosiți o axă spate mică
Să presupunem că mașina dvs. este o mașină care se bazează pe roțile din spate. De fiecare dată când puntea spate se rotește, roata din spate se rotește, de asemenea. Dacă puntea spate este foarte subțire, mașina dvs. pentru șoareci va putea să se deplaseze mai repede pe aceeași distanță decât în cazul în care puntea spate ar fi mai lată. Când roata din spate se rotește mai mult, distanța parcursă va fi, de asemenea, mai mare. Deci, este destul de înțelept dacă realizați axa din cel mai subțire material, dar totuși puteți rezista la greutatea cadrului și a roților.
Diblurile mici sunt o alegere destul de bună și sunt ușor de obținut. Dacă aveți bare metalice, este chiar mai bine - atunci când sunt lubrifiate, acestea nu se freacă foarte ușor
Pasul 4. Creați tracțiune adăugând margini la roată
Dacă roata alunecă în timp ce capcana se rupe, energia va fi irosită - capcana pentru șoareci funcționează pentru a face roata să se rotească. Cu toate acestea, din cauza derapajului, mașina dvs. nu atinge distanța dorită. Prin urmare, adăugarea unui material care provoacă frecare la roata din spate va reduce riscul de alunecare. Pentru a nu pune prea multă greutate, folosiți cât mai mult material de inducție necesar pentru a da puțină aderență și nimic mai mult. Aceste ingrediente sunt:
- Adeziv electric
- Cauciuc
- Balonul de cauciuc care a izbucnit
- În plus, plasarea de șmirghel sub roți la începutul mișcării va reduce riscul de alunecare atunci când mașina începe să se miște (adică atunci când riscul de alunecare este frecvent).
Metoda 2 din 3: Reglarea cadrului mașinii
Pasul 1. Faceți cadrul cât mai ușor posibil
Cel mai important, mașina dvs. ar trebui să fie ușoară. Cu cât masina dvs. are mai puțină masă, cu atât este mai bună - fiecare gram sau miligram pe care îl puteți scoate din cadrul mașinii dvs. va face mașina să meargă din ce în ce mai departe. Încercați să nu adăugați niciun alt material de cadru decât cel cerut de capcana pentru șoareci și axă. Dacă vedeți o piesă care nu funcționează, încercați să o scoateți sau, dacă este posibil, faceți o gaură în ea cu un burghiu pentru a reduce greutatea. De asemenea, puteți utiliza cel mai ușor material pentru cadrul vehiculului. Următoarele sunt materiale adecvate:
- Lemn de balsa
- Foaie de plastic dur
- Placă metalică subțire și ușoară (aluminiu, material de acoperiș din zinc etc.)
- Jucării de construcție (K'NEX, Lego etc.)
Pasul 2. Realizați un cadru lung și mic
În mod ideal, doriți ca mașina să aibă o formă aerodinamică - adică mașina va avea cea mai mică suprafață pe partea împotriva căreia se deplasează. La fel ca o săgeată, o barcă lungă, un avion sau o suliță, un vehicul proiectat pentru eficiență maximă va avea întotdeauna o formă lungă și subțire pentru a minimiza frecarea împotriva rezistenței aerului. Pentru o mașină pentru capcane pentru șoareci, va trebui să construiți cadrul mașinii pentru a fi mic (deși va fi dificil să faceți un cadru mai mic decât capcana pentru șoareci în sine), precum și subțire pe verticală.
Amintiți-vă, pentru a minimiza alunecarea, ar trebui să încercați să faceți profilul mașinii dvs. cât mai subțire și mai mic posibil. Încercați să vă așezați mașina pe sol și să priviți mașina din față pentru a avea o vedere mai clară a părților mari cu aspect
Pasul 3. Folosiți lipici în loc de unghii ori de câte ori este posibil
Dacă este posibil, aplicați lipici pe designul mașinii dvs. în loc să folosiți cuie, lipici sau alte obiecte grele. De exemplu, trebuie să utilizați doar o cantitate mică de adeziv pentru a lipi capcana de șoareci de cadru. În general, lipiciul va funcționa la fel de bine ca unghiile, în timp ce unghiile vor pune greutate inutilă pe el.
Un alt avantaj al lipiciului este că de obicei nu afectează rezistența la vânt a vehiculului. Între timp, dacă vârful cuiului iese din cadrul mașinii, acest lucru va provoca un efect minor
Pasul 4. Rețineți întotdeauna integritatea structurală a cadrului mașinii
Singurul factor limitativ atunci când vine vorba de realizarea unui cadru de mașină ușor și subțire este fragilitatea acestuia - dacă cadrul este prea ușor, cadrul va fi atât de fragil, încât o lovitură dintr-o capcană de șoareci va deteriora mașina. Precizia în echilibrarea eficienței pentru a atinge distanța maximă cu stabilizarea mașinii va fi destul de dificilă. Cu toate acestea, nu vă fie teamă să experimentați. Capcana pentru șoareci în sine se rupe rareori, așa că atâta timp cât aveți o mulțime de material de cadru, aveți libertatea de a greși.
Dacă utilizați un material foarte fragil, cum ar fi lemnul de balsa și întâmpinați probleme la montarea cadrului împreună, luați în considerare adăugarea unui material mai puternic, cum ar fi metalul sau plasticul, pe partea inferioară a lateralei cadrului. Făcând acest lucru, ați crescut rezistența structurală a mașinii, precum și ați minimizat modificările rezistenței la aer și a greutății sale
Metoda 3 din 3: Maximizarea puterii mașinii
Pasul 1. Dă-i capcanei pentru șoareci un „braț” lung pentru a-i crește pârghia
Majoritatea mașinilor de capcane pentru șoareci funcționează după cum urmează: capcana pentru șoareci este „setată”, o frânghie legată de capcană este înfășurată cu grijă pe una dintre axele roții și, când dispozitivul este prins, brațul capcanei plutitoare trimite putere la ax. la rotirea roților. Deoarece brațul capcanei este destul de scurt, o mașină care nu este construită cu atenție va trage de frânghie prea repede și va provoca alunecarea roților și pierderea puterii. Pentru o tracțiune mai lentă, mai fermă, încercați să atașați un fier de călcat lung la braț care acționează ca o pârghie, apoi încercați să legați capătul frânghiei de fier în loc să îl legați de braț.
Folosiți materialul potrivit ca pârghie. Maneta nu trebuie să se îndoaie deloc din cauza tensiunii cablului - atunci când se întâmplă acest lucru, puterea este irosită. Multe ghiduri recomandă construcții mai puternice de balsa sau suporturi de balsa cu fier adăugat pentru o pârghie robustă, dar ușoară
Pasul 2. Plasați capcana cât mai departe posibil
Să presupunem că capcana va roti roata din spate. Vrei ca capcana să fie amplasată departe de cadru, astfel încât să nu atingă roțile din față. Cu cât distanța dintre capcană și roată este mai mare, cu atât este mai bună - cu atât distanța este mai mare, veți putea rula mai multe frânghii în jurul axei pentru o tracțiune mai lentă și mai multă putere.
Pasul 3. Asigurați o frecare minimă pe părțile în mișcare ale mașinii
Pentru distanță maximă, doriți să utilizați aproape 100% din puterea capcanei pentru șoareci. Aceasta înseamnă că trebuie să reduceți „fricțiunea” de pe suprafețele mașinilor care alunecă una împotriva celeilalte. Folosiți un lubrifiant delicat, cum ar fi WD 40, grăsime pentru automobile sau produse similare pentru a menține punctele de contact dintre părțile mobile ale mașinii lubrifiate, astfel încât mașina să „funcționeze” cât mai ușor posibil.
Multe manuale de fabricare a mașinilor pentru șoareci identifică axa ca fiind principala sursă de frecare a mașinilor pentru șoareci. Pentru a minimiza fricțiunea axei, aplicați sau pulverizați o cantitate mică de lubrifiant pe fiecare axă atașată la cadru. Apoi, dacă este posibil, testați terenul comun prin rotirea roților înainte și înapoi
Pasul 4. Folosiți cea mai puternică capcană pentru șoareci
De cele mai multe ori, pentru a face o mașină pentru șoareci, toți studenții trebuie să folosească o capcană de șoareci de aceeași dimensiune, astfel încât fiecare mașină să aibă aceeași cantitate de putere. Cu toate acestea, dacă este permis, utilizați capcane care au mai multă putere decât capcanele obișnuite! Capcanele mai mari, cum ar fi o capcană de șoareci de canalizare, oferă mai multă putere decât o capcană de șoareci obișnuită. Dar această capcană necesită și o construcție mai solidă a cadrului. În caz contrar, această capcană poate distruge mașina în timp ce se prinde. Trebuie să întăriți cadrul și puntea mașinii pentru a se potrivi.
Rețineți că capcanele de canalizare și alte capcane mari pentru rozătoare pot rupe degetele. Așadar, aveți grijă, chiar și atunci când sunteți sigur că capcana este deja atașată la ax și nu se va prinde ușor
sfaturi
- Dacă frânghia este înfășurată în jurul axului, poate fi dificilă deplasarea mașinii. Adăugarea unei verigi mari pe volan poate crește tracțiunea. În unele imagini există o bobină de cauciuc pe axă, care acționează ca un „angrenaj” și reduce alunecarea frânghiei.
- Utilizați maneta mai lungă pentru a extinde brațul capcanei pentru șoareci cât mai mult posibil. Capătul care parcurge o distanță mai mare va facilita funcționarea mai bună a bobinei de coardă de pe roată. Antena unui radio deteriorat poate fi utilizată ca pârghie. Orice lucru lung, ușor și puțin flexibil poate fi folosit ca pârghie.
- Reduceți frecarea pe axă minimizând suprafața de sprijin în contact cu axa de direcție. Suporturile axelor din oțel subțire au o frecare mai mică decât găurile găurite în blocuri de lemn.
- Reduceți șocul folosind un burete mic care acționează ca o momeală de brânză. Acest lucru va reduce saltul mașinii atunci când brațul pârghiei se apasă.
- Reglarea liniilor de osie și a rulmenților este esențială pentru a reduce frecarea și a îmbunătăți performanța.
- Reduceți fricțiunea aplicând Molykote® un lubrifiant sub formă de pulbere pe bază de disulfură de molibden pe axe, roți și arcuri pentru capcane pentru șoareci.
- Luați CD-ul și axul la magazinul de hardware dacă cumpărați dopuri. „Poate” să vă ajute să obțineți dimensiunea corectă pentru prima dată.
Puteți vizualiza eforturile studenților pe site-ul web Mouse Trap Car Challenge.
- Creșteți fricțiunea ceruind coarda folosind o lumânare ușoară. Prin furnizarea de ceară, coarda are o tracțiune mai bună pe axă.
- Măriți frecarea acolo unde este necesar folosind cauciuc sau bandă adezivă sau aplicați adeziv în jurul axului unde este înfășurată coarda. Coarda va roti axul și nu va aluneca.
- Reduceți masa folosind bastoane ușoare pentru părțile corpului mobi. Reducerea masei va reduce, de asemenea, frecarea pe suporturile osiei.
Lucruri de știut
- Raport roată-osie: Pentru distanță, utilizați o roată mare și o axă mică. Imaginați-vă roata din spate a unei biciclete; Angrenaje mici și roți mari.
- Inerţie: Câtă putere este necesară pentru a conduce mașina? Mașinile mai ușoare necesită mai puțină energie. Reduceți masa vehiculului pentru cea mai bună distanță..
- Rata de eliberare a energiei: Dacă energia este eliberată încet, energia este utilizată mai eficient, iar mașina se va deplasa mai departe. O modalitate de a încetini această eliberare este de a prelungi brațul pârghiei. Brațul mai lung se deplasează mai departe și lasă mai mult spațiu pentru bobina de frânghie în jurul axului. Mașina se va deplasa mai departe, dar mai încet.
- Frecare: Minimizați frecarea pe axă prin minimizarea zonei de contact. Suporturile din oțel subțire sunt utilizate ca exemplu. Inițial, se găsește o gaură în blocul de lemn folosit pentru a ține axul. Apoi, datorită suprafeței mai mari, mașina folosește energie pentru a face față frecării în loc să se deplaseze.
- Trage: Aceasta este ceea ce se numește frecare atunci când este folosit ca un avantaj. Fricțiunea ar trebui să fie maximizată acolo unde este nevoie (în cazul în care frânghia este înfășurată în jurul axului și în cazul în care roata se întâlnește cu podeaua). Alunecarea de frânghii sau roți va risipi energia.
Avertizare
- Există o limită a cantității de energie disponibilă; adică putere per. Mașina exemplificată este deja un exemplu care atinge o eficiență aproape maximă. Dacă pârghiile ar fi mai lungi sau roțile ar fi mai mari, mașina „nu s-ar mișca deloc!” În acest caz, puterea eliberată poate fi „rotită” prin împingerea antenei spre interior (scurtarea manetei).
- Capcanele pentru șoareci sunt destul de periculoase. Îți poți rupe degetul. Cereți ajutor unui adult. Poți fi rănit și poți, de asemenea, sparge capcane!
- Aveți grijă când folosiți unelte, tocați lemn sau când utilizați materiale periculoase. Ar trebui să cereți întotdeauna ajutor unui adult atunci când lucrați.
