Съдържание

• Стъпвам
• Метод 1 от 3: Оптимизиране на колелата
• Метод 2 от 3: Регулирайте шасито
• Метод 3 от 3: Увеличете мощността
• Съвети
• Неща за обмисляне
• Предупреждения

Така че учителят по физика ви е възложил да направите кола от „капан за мишки“: създайте, проектирайте и изградете малко превозно средство, което се задвижва от пружинното действие на капан за мишка, за да го закарате възможно най-далеч. Ако искате да бъдете по-добри от останалите ученици във вашия клас, трябва да направите колата си възможно най-ефективна, за да можете да изцедите всеки сантиметър от вашата „кола“. С правилния подход е възможно да рационализирате дизайна на автомобила си за максимално разстояние, като използвате само обикновени домакински материали. Може също да успеете да закупите комплект от такова превозно средство, за да си спестите много усилия.

Стъпвам

Метод 1 от 3: Оптимизиране на колелата

1. Използвайте по-големи задни колела. Големите колела имат по-голяма инерция при въртене от малките колела. На практика това означава, че след като започнат да се търкалят, те са по-трудни за спиране. Това прави големите колела перфектни за състезания, където изминатото разстояние е важно - теоретично те ще се ускоряват по-бързо от по-малките колела, но ще се търкалят много по-дълго и като цяло изминават по-голямо разстояние. Така че, за максимално разстояние, направете колелата, прикрепени към задвижващия вал (този, където е прикрепен капана за мишка, обикновено задния), да са много големи.
   • Предното колело е малко по-малко важно - може да бъде голямо или малко. За да изглежда вашето превозно средство като класически състезател с драг, изберете големи задни колела и по-малки предни колела.
2. Използвайте тънки, леки колела. По-тънките колела означават по-малко триене и могат да се търкалят допълнително, ако разстоянието е това, което искате или имате нужда от вашето превозно средство за мишка. Също така е важно да вземете предвид теглото на самите колела - всяко тегло, което не е необходимо, в крайна сметка ще забави колата ви или ще доведе до допълнително триене. Освен това си струва да се отбележи, че широките колела могат да имат дори малък отрицателен ефект върху въздушното съпротивление на автомобила. Поради тези причини ще искате да използвате най-тънките и леки колела, налични за вашата кола.
   • Старите компактдискове или DVD-та работят доста добре за тази цел - те са големи, тънки и изключително леки. В този случай може да се използва шайба, за да се намали отвора в центъра на компактдиска (за да се направи по-добра ос).
   • Ако имате достъп до стара винилова плоча (за грамофон), те също работят изключително добре, въпреки че може да са твърде тежки за най-малките капани на мишката.
3. Използвайте тесен заден мост. Ако приемем, че ще бъде автомобил със задно задвижване, задните колела ще се въртят всеки път, когато завъртите задния мост. Ако вашият заден мост е изключително малък, вашият автомобил с капан за мишка ще може да се завърти повече пъти за една и съща дължина на въжето, отколкото ако е по-широк. Това се превръща в по-често завъртане на задните колела, което означава по-голямо разстояние! Ето защо е разумна идея да направите своята ос от най-тънкия наличен материал, който все още може да издържи теглото на рамката и колелата.
   • Тесните дюбели от дърво са добър, лесно достъпен избор тук. Ако имате достъп до тънки метални пръти, те са още по-добри - когато се смазват, те обикновено дават по-малко триене.
4. Създайте сцепление, като загрубявате краищата на колелата. Ако колелата се плъзгат по земята, когато капана се затваря, тогава енергията се губи - капанът за мишки върти колелата, но не получавате допълнително разстояние. Ако това се случи с вашия автомобил, добавянето на суровина към задните колела може да подобри сцеплението му. За да намалите теглото си, използвайте само толкова, колкото е необходимо, за да държите краищата на колелата известно сцепление и не повече. Някои подходящи материали са:
   • Електрическа лента
   • Гумени ленти
   • Счупени балони
   • Освен това парче шкурка под задните колела на стартовата линия може да намали буксуването, ако автомобилът започне да се движи (когато буксуването е най-вероятно).

Метод 2 от 3: Регулирайте шасито

1. Създайте възможно най-лекото шаси. Преди всичко колата ви трябва да е лека. Колкото по-малка е масата на колата ви, толкова по-добре - всеки грам или милиграм, който можете да обръснете от шасито на колата си, ще го отведе малко по-напред. Не се опитвайте да използвате допълнителен материал за шасито, освен необходимия, за да поддържате капана на мишката и осите на колелата на място. Ако забележите загубено пространство, опитайте да го премахнете или, ако е невъзможно, пробийте дупки в него с електрическа бормашина, за да намалите теглото. Също така се нуждаете от възможно най-лекия материал за вашето шаси. Ето само няколко примера, които може да са подходящи:
   • Балса дърво
   • Твърди пластмасови плочи
   • Тънки, леки метални листове (алуминиеви / калаени покриви и др.)
   • Строителни играчки (K’NEX, Lego и др.)
2. Направете шасито дълго и тясно. В идеалния случай колата трябва да е аеродинамична - тоест има възможно най-малка площ в посоката, в която ще се движи. Сравнете това със стрела, моторна лодка, самолет или копие - превозно средство, проектирано с максимална ефективност, почти винаги ще има дълга и тънка форма, за да сведе до минимум съпротивлението. За целите на вашия автомобил с капан за мишка, това ще означава, че шасито ви трябва да е тясно както хоризонтално, така и вертикално (въпреки че ще бъде трудно да направите шасито по-тясно от самия капан за мишки).
   • Не забравяйте да минимизирате съпротивлението, като дадете на колата си възможно най-тесния и най-малкия профил. Застанете на земята и погледнете колата си отпред, за да видите парчета от шасито, които правят профила на колата ви ненужно голям.
3. Използвайте лепило вместо нокти, когато е възможно. Винаги когато е възможно, опитайте се да използвате лепило в дизайна на колата си, а не пирони, щифтове или други по-тежки материали. Например, трябва да използвате само няколко малки лепилни точки, за да прикрепите капана на мишката към шасито. Като цяло лепилото държи също толкова добре, колкото и ноктите, което може да добави ненужно тегло. Използвайте супер лепило, а не училищно, тъй като последното няма да се държи много добре.
   • Друго предимство на лепилото е, че обикновено не влияе на въздушното съпротивление на вашия автомобил. От друга страна, ако единият край на пирон стърчи от шасито ви, мога има малък ефект.
4. Имайте предвид структурната цялост на вашето шаси. Единственият ограничаващ фактор, когато става въпрос за това колко лек и тънък можете да направите шасито на автомобила на вашия капан за мишка, е неговата крехкост - ако колата е твърде лека, тя може да стане толкова крехка, че действието на затваряне на капана на мишката може да счупи автомобила. Деликатният баланс между достигането на максимално разстояние и превръщането на колата ви в нестабилна може да бъде доста сложно да се оправи, но смело експериментирайте. Самият капан за мишки вероятно никога няма да се счупи, така че докато имате допълнителен материал на шасито, можете да правите грешки.
   • Ако използвате допълнително крехък материал като балсово дърво и се мъчите да задържите шасито си заедно, помислете за добавяне на малка лента от по-здрав материал (като метал или пластмаса) в долната част на шасито. Това увеличава структурната здравина на автомобила и ограничава промяната на въздушното съпротивление и теглото.

Метод 3 от 3: Увеличете мощността

1. Дайте на капана на мишката си дълга „ръка“, за да увеличите лоста. Повечето коли за мишки работят така: капанът за мишки е „настроен“, въже, завързано за рамото на капана на мишката, е внимателно увито около една от осите на колелата и когато капана се затвори, люлеещото се рамо на капана прехвърля енергията си към оста, за да накара колелата да се завъртят. Тъй като рамото на фара е доста късо, ако автомобилът не е внимателно конструиран, той може да дръпне ремъка твърде бързо, причинявайки хлъзгане на колелата и загуба на енергия. За по-бавно и по-стабилно дърпане прикрепете дълга пръчка към ръката, за да действа като лост, след което завържете края на струната към нея, а не към самата ръка.
   • Важно е да използвате правилния материал за вашия лост. Дръжката изобщо не трябва да се огъва под напрежението на струната - това означава, че се губи енергия. Много ръководства препоръчват здрави балса конструкции или балса, подсилена с метал, за стабилен, но лек лост.
2. Поставете капана възможно най-напред. Ако приемем, че капанът задвижва задните колела, поставете капана на мишката върху шасито възможно най-напред, без да докосвате предните колела. Колкото по-голямо е разстоянието между фарата и колелата, толкова по-добре - повече разстояние означава, че можете да увиете повече въже около оста за мрежа още малко бавна и стабилна сила на теглене.
3. Уверете се, че има минимално триене върху движещите се части. За максимално разстояние искате да използвате колкото се може повече от силата на капана на мишката. Това означава намаляване на триене върху повърхности на колата ви, където точките се плъзгат една срещу друга. Използвайте мека смазка, като WD-40, масло за шевна машина или подобен продукт, за да поддържате контактните точки между движещите се части на автомобил добре смазани, така че автомобилът да се "движи" възможно най-гладко.
   • Всички описания на сгради за кола за мишки показват, че оста е основният източник на триене в такова превозно средство. За да сведете до минимум триенето по оста, втрийте или напръскайте малко смазка върху всяка ос, където тя отговаря на шасито и, ако е възможно, я вкарайте в контактната точка, като плъзгате колелата напред-назад.
4. Ако можете, използвайте възможно най-мощния капан за мишка. Обикновено всички ученици ще трябва да използват една и съща капана на мишката за тази задача, така че всяка кола да има еднаква мощност. Ако обаче нямате това ограничение, използвайте най-мощния капан за мишки, който можете да намерите! По-големите капани като капани за плъхове осигуряват много повече мощност от основните капани за мишки, но те също изискват по-здрави конструкции и могат да счупят автомобила, ако се затворят, така че може да се наложи да подсилите и регулирате шасито и / или осите.
   • Имайте предвид, че капаните за плъхове и други големи капани за гризачи могат лесно да счупят пръстите ви, така че боравете с капани, които са на ръба, дори ако сте сигурни, че капана е прикрепен към шахтата ви и не може да се затвори свободно.

Съвети

• Намалете триенето на вала чрез минимизиране на площта на опората, която контактува с задвижващия вал. Опора за тънките стоманени валове има по-малко триене, отколкото отвор, пробит през трупа.
• Намалете ударите, като поставите парче гъба върху областта на сиренето. Това предотвратява прекаленото скачане на колата, когато рамото на лоста се сгъне надолу.
• Подравняването на оста и окачването е от решаващо значение за намаляване на триенето и подобряване на производителността.
• Ако купите шайба, вземете със себе си CD и оста в магазина за железария. Това увеличава шанса да получите правилния размер за първи път.
• Можете да видите много различни студентски проекти на уебсайта „Предизвикателство за кола с мишки“.
• Увеличете триенето, като намочите въжето с восък от свещи. Чрез депилация с восък, въжето има по-добро издърпване на вала.
• Увеличете триенето, когато е необходимо, като използвате гумена лента или лента около вала, където е навита връвта. Въжето трябва да завърта вала и да не се плъзга.
• Намалете масата, като използвате обикновена лека пръчка като каросерия. Намаляването на масата също така намалява триенето в буксите на оста.
• Полезно е да се уверите, че оста ви не се клати или ще се движи наляво и надясно.
• Използвайте възможно най-малко маса върху колата, като същевременно я правите достатъчно голяма за движение.

Неща за обмисляне

• Съотношение колело / ос: Използвайте големи колела и малка ос за разстоянието. Помислете за задното колело на велосипед; малко задвижване и голямо колело.
• Бавност: Колко енергия отнема, за да стартирате колата си? По-леката кола се нуждае от по-малко. Намалете масата на автомобила си за най-голямото разстояние.
• Освобождаване на енергия: Когато енергията се освобождава бавно, мощността се използва по-ефективно и колата ще кара по-нататък. Един от начините да забавите това освобождаване е да удължите лоста на лоста. По-дългото рамо изминава по-голямо разстояние и създава повече въже около оста. Колата продължава, но по-бавно.
• Триене: Минимизирайте триенето на вала чрез минимизиране на контактната площ. В този пример се използва тънка стоманена скоба. В началото през дънер беше пробита дупка за задържане на пепелта. Това е пропуснато, тъй като увеличената повърхност позволява на автомобила да използва енергия за преодоляване на триенето, вместо да се движи напред.
• Тяга: Това е триене, което използвате в своя полза. Триенето трябва да бъде максимизирано, когато е необходимо (където въжето се увива около оста и където колелата влизат в контакт с пода). Плъзгащите се въжета или колела се равняват на загубена енергия.

Предупреждения

• Има ограничение за наличното количество енергия: силата на пружината. Автомобилът на снимката е близо до максимума. Ако рамото на лоста беше по-дълго или колелата бяха по-големи, тогава колата щеше да го направи изобщо не се движи! В този случай енергийната мощност може да бъде „настроена“ чрез леко натискане на антените (скъсяване на дръжката).
• Капаните за мишки са опасни. Можеш да счупиш пръст. Винаги имайте надзор от възрастен. Може да се контузите и падането да се счупи!
• Бъдете внимателни с инструменти, трион или дървета. Уверете се, че има винаги наблюдението на възрастни е, когато работите по проекта.