Indhold

• At træde
• Metode 1 af 3: Optimer hjulene
• Metode 2 af 3: Juster chassiset
• Metode 3 af 3: Maksimer effekten
• Tips
• Ting at overveje
• Advarsler

Så fysikklæreren har bestilt dig til at lave en bil ud af en "musefælde": Oprette, designe og bygge et lille køretøj, der drives af en musefældes fjederbelastede handling for at køre det så langt som muligt. Hvis du vil være bedre end de andre studerende i din klasse, skal du gøre din bil så effektiv som muligt, så du kan presse hver tomme ud af din "bil". Med den rigtige tilgang er det muligt at strømline din bils design til maksimal afstand ved kun at bruge almindelige husholdningsmaterialer. Du kan muligvis også købe et sæt af et sådant køretøj for at spare dig for en stor indsats.

At træde

Metode 1 af 3: Optimer hjulene

1. Brug større baghjul. Store hjul har større rotationsinerti end små hjul. I praksis betyder det, at når de begynder at rulle, er de sværere at stoppe. Dette gør store hjul perfekte til konkurrencer, hvor den tilbagelagte afstand er vigtig - teoretisk vil de accelerere mindre hurtigt end mindre hjul, men de vil rulle meget længere og generelt køre en større afstand. Så for den maksimale afstand skal hjulene, der er fastgjort til drivakslen (den, hvor musefælden er fastgjort, normalt den bageste), være meget store.
   • Forhjulet er lidt mindre vigtigt - det kan være stort eller lille. For at få dit køretøj til at ligne en klassisk trækracer skal du vælge store baghjul og mindre forhjul.
2. Brug tynde, lette hjul. Tyndere hjul betyder mindre friktion og kan rulle længere, hvis afstanden er, hvad du ønsker eller har brug for med dit musefælde-køretøj. Det er også vigtigt at overveje vægten af ​​selve hjulene - enhver vægt, der ikke er nødvendig, vil i sidste ende bremse din bil eller føre til ekstra friktion. Derudover er det værd at bemærke, at brede hjul kan have en lille negativ indvirkning på bilens luftmodstand. Af disse grunde vil du gerne bruge de tyndeste, letteste hjul, der er tilgængelige til din bil.
   • Gamle cd'er eller dvd'er fungerer ganske godt til dette formål - de er store, tynde og ekstremt lette. I dette tilfælde kan en skive bruges til at reducere hullet i midten af ​​CD'en (for at få akslen til at passe bedre).
   • Hvis du har adgang til en gammel vinylplade (til en pladespiller) fungerer disse også ekstremt godt, selvom de måske er for tunge for de mindste musefælder.
3. Brug en smal bagaksel. Forudsat at det bliver en baghjulsdrevet bil, vil baghjulene dreje hver gang du drejer bagakslen. Hvis din bagaksel er ekstremt lille, kan din musefældebil dreje flere gange for den samme reblængde, end hvis den var bredere. Dette betyder, at du drejer dine baghjul oftere, hvilket betyder en større afstand! Derfor er det en fornuftig idé at fremstille din aksel af det tyndeste materiale, der er tilgængeligt, og som stadig kan understøtte vægten af ​​rammen og hjulene.
   • Smalle træ dyvler er et godt, let tilgængeligt valg her. Hvis du har adgang til tynde metalstænger, er disse endnu bedre - når de smøres, giver de normalt mindre friktion.
4. Opret trækkraft ved at ru kantene på hjulene. Hvis hjulene glider på jorden, når fælden lukker, spildes energi - musefælden drejer hjulene, men du får ikke ekstra afstand. Hvis dette sker med din bil, kan tilføjelse af råmateriale til baghjulene forbedre dens trækkraft. For kun at holde din vægt nede, skal du kun bruge så meget som nødvendigt for at give enderne af hjulene noget greb og ikke mere. Nogle egnede materialer er:
   • Elektrisk tape
   • Elastikker
   • Brudte balloner
   • Derudover kan et stykke sandpapir under baghjulene ved startlinjen reducere udskridningen, hvis bilen begynder at bevæge sig (når det er mest sandsynligt, at det skrider ud).

Metode 2 af 3: Juster chassiset

1. Byg det letteste chassis, der er muligt. Frem for alt skal din bil være lys. Jo mindre din bils masse er, jo bedre - hvert gram eller milligram, du kan barbere af din bils chassis, tager det lidt længere. Forsøg ikke at bruge ekstra materiale til chassiset end det, der er nødvendigt for at holde din musefælde og hjulaksler på plads. Hvis du ser spildt plads, kan du prøve at fjerne det eller, hvis det er umuligt, slå huller i det med et bor til at reducere vægten. Du har også brug for det lettest mulige materiale til dit chassis. Her er blot nogle få eksempler, der kan være egnede:
   • Balsatræ
   • Plader af hård plast
   • Tynde, lette metalplader (aluminium / tin tagdækning osv.)
   • Bygning af legetøj (K’NEX, Lego osv.)
2. Gør chassiset langt og smalt. Ideelt set skal bilen være aerodynamisk - det vil sige, den har et så lille område som muligt i den retning, den kører. Sammenlign dette med en pil, speedbåd, fly eller spyd - et køretøj designet med maksimal effektivitet i tankerne vil næsten altid have en lang, slank form for at minimere træk. Med henblik på din musefældebil betyder dette, at dit chassis skal være smalt både vandret og lodret (selvom det vil være vanskeligt at gøre chassiset smallere end selve musefælden).
   • Glem ikke at minimere træk ved at give din bil den smalleste og mindste mulige profil. Stå på jorden og se på din bil forfra for at se stykker af chassiset, der gør din bils profil unødvendigt stor.
3. Brug lim i stedet for negle, når det er muligt. Når det er muligt, så prøv at bruge lim i din bils design snarere end søm, stifter eller andre tungere materialer. For eksempel skal du kun bruge et par små limprikker til at fastgøre din musefælde til kabinettet. Generelt holder limen lige så godt som neglene, hvilket kan tilføje unødvendig vægt. Brug superlim, ikke skolelim, da sidstnævnte ikke holder meget godt.
   • En anden fordel ved lim er, at det normalt ikke påvirker din bils luftmodstand. På den anden side, hvis den ene ende af et søm stikker ud af dit chassis, kan det har en lille effekt.
4. Husk den strukturelle integritet af dit chassis. Den eneste begrænsende faktor, når det kommer til, hvor let og slank du kan fremstille din musefældebils chassis, er dens skrøbelighed - hvis bilen er for let, kan den blive så skrøbelig, at handlingen ved at lukke musefælden kan knække bilen. Den sarte balance mellem at nå maksimal afstand og gøre din bil ustabil kan være ret vanskelig at få ret, men vær modig til at eksperimentere. Selve musefælden vil sandsynligvis aldrig gå i stykker, så så længe du har ekstra chassismateriale, er du fri til at begå fejl.
   • Hvis du bruger et ekstra skrøbeligt materiale som balsatræ, ​​og du kæmper for at holde dit chassis sammen, kan du overveje at tilføje en lille strimmel af et mere robust materiale (såsom metal eller plast) i bunden af ​​chassiset. Dette øger bilens strukturelle styrke og begrænser ændringen i luftmodstand og vægt.

Metode 3 af 3: Maksimer effekten

1. Giv din musefælde en lang "arm" for at øge gearingen. De fleste musefældebiler fungerer sådan: musefælden er 'sat', et reb bundet til musefældens arm vikles omhyggeligt rundt om en af ​​hjulakslerne, og når fælden klikker på plads, overfører fældens svingende arm sin energi til akslen for at få hjulene til at dreje. Fordi armen på halyard er ret kort, hvis bilen ikke er omhyggeligt konstrueret, kan den trække i bæltet for hurtigt, hvilket får hjulene til at glide og spilde energi. For et langsommere, mere stabilt træk skal du fastgøre en lang pind til armen for at fungere som en løftestang og derefter binde enden af ​​snoren til den snarere end til selve armen.
   • Det er vigtigt at bruge det rigtige materiale til dit håndtag. Håndtaget bør slet ikke bøjes under strengens spænding - det betyder, at energi spildes. Mange manualer anbefaler robuste balsakonstruktioner eller balsa forstærket med metal til fast, men alligevel let gearing.
2. Placer fælden så langt frem som muligt. Hvis vi antager, at fælden kører baghjulene, skal du placere musefælden på chassiset så langt frem som muligt uden at røre ved forhjulene. Jo større afstanden mellem faldet og hjulene er, jo bedre - mere afstand betyder, at du kan vikle mere reb rundt om akslen for at få net en lille smule mere langsom og stabil trækkraft.
3. Sørg for, at der er minimal friktion på de bevægelige dele. For at opnå maksimal afstand ønsker du at bruge så meget som muligt af din musefælde. Dette betyder at reducere friktion på overflader på din bil, hvor punkter glider mod hinanden. Brug et mildt smøremiddel, såsom WD-40, symaskineolie eller et lignende produkt for at holde kontaktpunkterne mellem bilens bevægelige dele velsmurt, så bilen "bevæger sig" så jævnt som muligt.
   • Alle bygningsbeskrivelser for en musefældebil indikerer, at akslen er den primære friktionskilde i et sådant køretøj. For at minimere friktion på akslen skal du gnide eller sprøjte lidt smøremiddel på hver aksel, hvor den møder chassiset, og om muligt arbejde det ind i kontaktpunktet ved at skubbe hjulene frem og tilbage.
4. Hvis du kan, skal du bruge den mest kraftfulde musefælde, du kan. Normalt bliver alle elever nødt til at bruge den samme musefælde til denne opgave, så hver bil har den samme kraft. Men hvis du ikke har denne begrænsning, skal du bruge den mest kraftfulde musefælde, du kan finde! Større fælder som rottefælder giver meget mere kraft end grundlæggende musefælder, men de kræver også mere robuste strukturer og kan knække bilen, hvis de lukker, så du bliver muligvis nødt til at forstærke og justere dit chassis og / eller aksler.
   • Husk, at rottefælder og andre store gnaverfælder let kan knække fingrene, så håndter fælder, der er på kanten, selvom du er sikker på, at fælden er fastgjort til din skaft og ikke kan lukkes frit.

Tips

• Reducer friktion på akslen ved at minimere det område af understøtningen, der kommer i kontakt med drivakslen. En understøtning til de tynde stålaksler har mindre friktion end et hul boret gennem en træstamme.
• Reducer chokerne ved at placere et stykke svamp på osten. Dette forhindrer bilen i at springe for meget, når armen foldes ned.
• Aksel- og affjedringsjustering er afgørende for at reducere friktion og forbedre ydeevnen.
• Hvis du køber en skive, skal du tage en cd og akslen med til hardwarebutikken. Dette øger chancen for, at du får den rigtige størrelse første gang.
• Du kan se mange forskellige elevprojekter på webstedet "Mouse Trap Car Challenge".
• Forøg friktionen ved at vokse rebet med lysvoks. Ved at vokse det har rebet et bedre træk i skaftet.
• Forøg friktionen, hvor det er nødvendigt, ved at bruge et elastik eller tape omkring skaftet, hvor snoren er viklet. Rebet skal dreje skaftet og ikke glide.
• Reducer massen ved at bruge en simpel lyspind som karrosseri. Reduktion af masse reducerer også friktion ved akselstikkene.
• Det er nyttigt at sikre, at din aksel ikke vippes, eller den bevæger sig til venstre og højre.
• Brug så lidt masse som muligt på bilen, mens du stadig gør den stor nok til at bevæge sig.

Ting at overveje

• Hjul / aksel-forhold: Brug store hjul og en lille aksel til afstanden. Tænk på baghjulet på en cykel; et lille drev og et stort hjul.
• Langsomhed: Hvor meget energi tager det at starte din bil? En lettere bil har brug for mindre. Reducer køretøjets masse for den største afstand.
• Frigivelse af energi: Når energien frigives langsomt, bruges strømmen mere effektivt, og bilen kører længere. En måde at bremse denne frigivelse på er at forlænge håndtagsarmen. En længere arm bevæger sig længere og skaber mere reb rundt om akslen. Bilen fortsætter, men langsommere.
• Friktion: Minimer friktionen på akslen ved at minimere kontaktområdet. I dette eksempel anvendes en tynd stålbeslag. I begyndelsen blev der boret et hul gennem en bjælke for at holde asken. Dette blev udeladt, fordi det øgede overfladeareal giver bilen mulighed for at bruge energi til at overvinde friktion i stedet for at bevæge sig fremad.
• Trækkraft: Dette er friktion, som du bruger til din fordel. Friktion skal maksimeres, hvor det er nødvendigt (hvor rebet vikles rundt om akslen, og hvor hjulene kommer i kontakt med gulvet). Glidende reb eller hjul er lig med spildt energi.

Advarsler

• Der er en grænse for den tilgængelige mængde energi: fjederens kraft. Den afbildede bil er tæt på det maksimale. Hvis løftearmen havde været længere, eller hvis hjulene var større, ville bilen gøre det bevæg dig slet ikke! I dette tilfælde kan energiudgangen "tunes" ved at skubbe antennerne let (forkorte håndtaget).
• Musefælder er farlige. Du kan knække en finger. Altid have en voksen opsyn Du kan blive såret, og faldet kan gå i stykker!
• Vær forsigtig med værktøj, savning af træ eller andre skadelige materialer. Sørg for der altid voksenovervågning er, når du arbejder på projektet.