Έτσι, ο καθηγητής επιστήμης σας δίνει μια εργασία στην τάξη να φτιάξετε ένα "ποντικοπαγίδα", το οποίο είναι να κατασκευάσετε και να σχεδιάσετε ένα μικρό όχημα που παίρνει δύναμη από την κίνηση του ποντικοπαγιδιού, έτσι ώστε το αυτοκίνητο να μπορεί να κινηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο. Αν θέλετε να ξεπεράσετε τους συμμαθητές σας, πρέπει να κάνετε το αυτοκίνητό σας όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικό, ώστε να καλύψει την μεγαλύτερη απόσταση. Με τη σωστή προσέγγιση, μπορείτε να σχεδιάσετε λεπτομερή σχέδια αυτοκινήτων για να επιτύχετε τη μέγιστη απόσταση χρησιμοποιώντας μόνο απλά εργαλεία στο σπίτι.
Βήμα
Μέθοδος 1 από 3: Βελτιστοποίηση των τροχών του οχήματός σας
Βήμα 1. Χρησιμοποιήστε έναν μεγάλο πίσω τροχό
Οι μεγάλοι τροχοί έχουν μεγαλύτερη αδράνεια περιστροφής από τους μικρούς τροχούς. Από πρακτική άποψη, μόλις οι τροχοί αρχίσουν να περιστρέφονται, θα δυσκολεύονται να σταματήσουν. Έτσι, οι μεγαλύτεροι τροχοί είναι τέλειοι για αγώνες απόστασης - θεωρητικά, θα επιταχύνουν πιο αργά από τους μικρότερους τροχούς, αλλά θα περιστρέφονται περισσότερο και θα καλύπτουν μεγαλύτερες αποστάσεις. Έτσι, για μέγιστη απόσταση, τοποθετήστε τον πολύ μεγάλο τροχό στον άξονα του τιμονιού (εκεί που είναι τοποθετημένη η ποντικοπαγίδα, η οποία είναι συνήθως η πίσω πλευρά)
Ο μπροστινός τροχός δεν έχει μεγάλη σημασία - μπορεί να είναι μεγάλος ή μικρός. Για να μοιάζει με αγωνιστικό αυτοκίνητο, μπορεί να θέλετε να βάλετε τους μεγάλους τροχούς στο πίσω μέρος και τους μικρότερους μπροστά
Βήμα 2. Χρησιμοποιήστε έναν λεπτό και ελαφρύ τροχό
Μην βάζετε βάρος στους τροχούς - τα περιττά φορτία σίγουρα θα επιβραδύνουν το αυτοκίνητο ή θα προκαλέσουν τριβές. Επιπλέον, οι φαρδιές ρόδες μπορούν να έχουν αρνητική επίδραση στην ρυμούλκηση λόγω αντίστασης στον αέρα. Επομένως, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε τους λεπτότερους και ελαφρύτερους τροχούς για το αυτοκίνητο.
- Τα παλιά CD ή DVD είναι αρκετά καλά για να εξυπηρετήσουν αυτόν τον σκοπό - μεγάλα, λεπτά και πολύ ελαφριά. Όσον αφορά τη συμβατότητα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν βύσματα σωλήνων για τη μείωση του μεγέθους της οπής στο κέντρο του CD (για να ταιριάζει στον άξονα).
- Εάν έχετε δίσκους βινυλίου, μπορείτε επίσης να τους χρησιμοποιήσετε, αν και μπορεί να είναι πολύ βαρύι για μια πολύ μικρή ποντικοπαγίδα.
Βήμα 3. Χρησιμοποιήστε έναν μικρό πίσω άξονα
Ας υποθέσουμε ότι το αυτοκίνητό σας είναι ένα αυτοκίνητο που βασίζεται στους πίσω τροχούς. Κάθε φορά που περιστρέφεται ο πίσω άξονας, περιστρέφεται και ο πίσω τροχός. Εάν ο πίσω άξονας είναι πολύ λεπτός, το αυτοκίνητο ποντικοπαγίδας σας θα μπορεί να κινείται γρηγορότερα για την ίδια απόσταση από ό, τι αν ο πίσω άξονας ήταν φαρδύτερος. Όταν ο πίσω τροχός περιστρέφεται περισσότερο, η διανυθείσα απόσταση θα είναι επίσης μεγαλύτερη. Έτσι, είναι αρκετά σοφό αν φτιάξετε τον άξονα από το λεπτότερο υλικό, αλλά μπορείτε να αντέξετε το βάρος του πλαισίου και των τροχών.
Οι μικροί πείροι είναι μια πολύ καλή επιλογή και είναι εύκολο να αποκτηθούν. Εάν έχετε μεταλλικές ράβδους, αυτό είναι ακόμα καλύτερο - όταν λιπαίνονται, συνήθως δεν τρίβονται πολύ εύκολα
Βήμα 4. Δημιουργήστε πρόσφυση προσθέτοντας άκρες στον τροχό
Εάν ο τροχός γλιστρήσει ενώ η παγίδα σπάει, η ενέργεια θα σπαταληθεί - η ποντικοπαγίδα λειτουργεί για να κάνει τον τροχό να περιστρέφεται. Ωστόσο, λόγω ολίσθησης, το αυτοκίνητό σας δεν φτάνει στην επιθυμητή απόσταση. Επομένως, η προσθήκη υλικού που προκαλεί τριβή στον πίσω τροχό θα μειώσει τον κίνδυνο ολίσθησης. Για να μην έχετε πολύ βάρος, χρησιμοποιήστε όση περισσότερη επαγωγική ύλη χρειάζεται για να κρατήσετε λίγο, και τίποτα περισσότερο. Αυτά τα συστατικά είναι:
- Ηλεκτρική κόλλα
- Καουτσούκ
- Το ελαστικό μπαλόνι που έχει σκάσει
- Επιπλέον, η τοποθέτηση γυαλόχαρτου κάτω από τους τροχούς στην αρχή της κίνησης θα μειώσει τον κίνδυνο ολίσθησης όταν το αυτοκίνητο αρχίσει να κινείται (δηλαδή όταν ο κίνδυνος ολίσθησης είναι συχνός).
Μέθοδος 2 από 3: Ρύθμιση του πλαισίου του αυτοκινήτου
Βήμα 1. Κάντε το πλαίσιο όσο το δυνατόν πιο ελαφρύ
Το πιο σημαντικό, το αυτοκίνητό σας πρέπει να είναι ελαφρύ. Όσο λιγότερη μάζα έχει το αυτοκίνητό σας, τόσο το καλύτερο - κάθε γραμμάριο ή χιλιοστόγραμμα που μπορείτε να αφαιρέσετε από το πλαίσιο του αυτοκινήτου σας, θα κάνει το αυτοκίνητό σας να πηγαίνει όλο και περισσότερο. Προσπαθήστε να μην προσθέσετε άλλο υλικό πλαισίου εκτός από αυτό που απαιτείται από την υπάρχουσα ποντικοπαγίδα και άξονα. Εάν δείτε ένα κομμάτι που δεν λειτουργεί, δοκιμάστε να το αφαιρέσετε ή, εάν είναι δυνατόν, ανοίξτε μια τρύπα με ένα τρυπάνι για να μειώσετε το βάρος. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το ελαφρύτερο υλικό για το πλαίσιο του οχήματος. Τα ακόλουθα είναι κατάλληλα υλικά:
- Ξύλο balsa
- Σκληρό πλαστικό φύλλο
- Λεπτή και ελαφριά μεταλλική πλάκα (αλουμίνιο, υλικό σκεπής ψευδαργύρου κ.λπ.)
- Κατασκευή παιχνιδιών (K'NEX, Lego κ.λπ.)
Βήμα 2. Φτιάξτε ένα μακρύ και μικρό πλαίσιο
Στην ιδανική περίπτωση, θέλετε το αυτοκίνητο να έχει αεροδυναμικό σχήμα - δηλαδή, το αυτοκίνητο θα έχει τη μικρότερη επιφάνεια στο μέρος στο οποίο ταξιδεύει. Όπως ένα βέλος, ένα μακρύ σκάφος, ένα αεροπλάνο ή ένα δόρυ, ένα όχημα σχεδιασμένο για μέγιστη απόδοση θα έχει πάντα ένα μακρύ, λεπτό σχήμα για να ελαχιστοποιεί τις τριβές ενάντια στην αντίσταση του αέρα. Για ένα αυτοκίνητο ποντικοπαγίδας, θα πρέπει να φτιάξετε το πλαίσιο του αυτοκινήτου για να είναι μικρό (αν και θα είναι δύσκολο να φτιάξετε ένα μικρότερο πλαίσιο από την ίδια την ποντικοπαγίδα), καθώς και κάθετα λεπτό.
Θυμηθείτε, για να ελαχιστοποιήσετε την ολίσθηση, θα πρέπει να προσπαθήσετε να κάνετε το προφίλ του αυτοκινήτου σας όσο πιο λεπτό και μικρό γίνεται. Προσπαθήστε να τοποθετήσετε το αυτοκίνητό σας στο έδαφος και να κοιτάξετε το αυτοκίνητό σας από μπροστά για να έχετε μια σαφέστερη εικόνα των μεγάλων τμημάτων του αυτοκινήτου
Βήμα 3. Χρησιμοποιήστε κόλλα αντί για καρφιά όπου είναι δυνατόν
Εάν είναι δυνατόν, εφαρμόστε κόλλα στο σχέδιο του αυτοκινήτου σας αντί να χρησιμοποιείτε καρφιά, ραβδιά κόλλας ή άλλα βαριά αντικείμενα. Για παράδειγμα, χρειάζεται μόνο να χρησιμοποιήσετε μια μικρή ποσότητα κόλλας για να κολλήσετε την ποντικοπαγίδα στο πλαίσιο. Σε γενικές γραμμές, η κόλλα θα λειτουργήσει εξίσου καλά με τα νύχια, ενώ τα νύχια θα βάλουν περιττό βάρος.
Ένα άλλο πλεονέκτημα της κόλλας είναι ότι συνήθως δεν επηρεάζει την αντίσταση αέρα του οχήματος. Εν τω μεταξύ, εάν η άκρη του νυχιού βγει από το πλαίσιο του αυτοκινήτου, αυτό θα προκαλέσει ένα μικρό αποτέλεσμα
Βήμα 4. Έχετε πάντα υπόψη τη δομική ακεραιότητα του σκελετού του αυτοκινήτου
Ο μόνος περιοριστικός παράγοντας όταν πρόκειται για την κατασκευή ενός ελαφρού και λεπτού σκελετού αυτοκινήτου είναι η ευθραυστότητά του - αν το πλαίσιο είναι πολύ ελαφρύ, το πλαίσιο θα είναι τόσο εύθραυστο που ένα κτύπημα από μια ποντικοπαγίδα θα βλάψει το αυτοκίνητο. Η ακρίβεια στην εξισορρόπηση της απόδοσης για την επίτευξη της μέγιστης απόστασης με τη σταθεροποίηση του αυτοκινήτου θα είναι αρκετά δύσκολη. Ωστόσο, μην φοβάστε να πειραματιστείτε. Η ίδια η ποντικοπαγίδα σπάει σπάνια, οπότε όσο έχετε άφθονο υλικό πλαισίου, έχετε την ελευθερία να κάνετε λάθη.
Εάν χρησιμοποιείτε ένα πολύ εύθραυστο υλικό όπως το ξύλο balsa και αντιμετωπίζετε προβλήματα με την προσαρμογή του πλαισίου, σκεφτείτε να προσθέσετε ένα ισχυρότερο υλικό όπως μέταλλο ή πλαστικό στην κάτω πλευρά της πλευράς του πλαισίου. Με αυτόν τον τρόπο, έχετε αυξήσει τη δομική αντοχή του αυτοκινήτου καθώς και ελαχιστοποιήσατε τις αλλαγές στην αντίσταση και το βάρος του αέρα
Μέθοδος 3 από 3: Μεγιστοποίηση ισχύος αυτοκινήτου
Βήμα 1. Δώστε στην ποντικοπαγίδα σας ένα μακρύ «χέρι» για να αυξήσετε τη μόχλευση
Τα περισσότερα αυτοκίνητα με ποντικοπαγίδες λειτουργούν ως εξής: η ποντικοπαγίδα «στήνεται», ένα σχοινί που είναι δεμένο στην παγίδα τυλίγεται προσεκτικά σε έναν από τους άξονες του τροχού και, όταν σφίγγεται η συσκευή, ο πλωτός βραχίονας παγίδας στέλνει ισχύ στον άξονα για να γυρίσουμε τους τροχούς. Δεδομένου ότι ο βραχίονας παγίδας είναι αρκετά κοντός, ένα αυτοκίνητο που δεν είναι προσεκτικά κατασκευασμένο θα τραβήξει πολύ γρήγορα το σχοινί και θα προκαλέσει ολίσθηση και απώλεια ισχύος των τροχών. Για πιο αργό και σταθερό τράβηγμα, δοκιμάστε να συνδέσετε ένα μακρύ σίδερο στο χέρι που λειτουργεί ως μοχλός και, στη συνέχεια, δοκιμάστε να δέσετε το άκρο του σχοινιού στο σίδερο αντί να το δέσετε στον βραχίονα.
Χρησιμοποιήστε το σωστό υλικό ως μόχλευση. Ο μοχλός δεν πρέπει να λυγίσει καθόλου λόγω της τάσης του σχοινιού - όταν συμβεί αυτό, η ενέργεια σπαταλάται. Πολλοί οδηγοί προτείνουν πιο στιβαρή κατασκευή μπάλσας ή στηρίγματα μπάλσας με πρόσθετο σίδερο για έναν στιβαρό αλλά ελαφρύ μοχλό
Βήμα 2. Τοποθετήστε την παγίδα όσο το δυνατόν περισσότερο
Ας υποθέσουμε ότι η παγίδα θα περιστρέψει τον πίσω τροχό. Θέλετε η ποντικοπαγίδα να βρίσκεται μακριά από το πλαίσιο, ώστε να μην αγγίζει τους μπροστινούς τροχούς. Όσο πιο μακριά είναι η απόσταση μεταξύ της παγίδας και του τροχού, τόσο το καλύτερο - όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση σημαίνει ότι θα μπορείτε να κυλήσετε περισσότερο σχοινί γύρω από τον άξονα για πιο αργό τράβηγμα και περισσότερη ισχύ.
Βήμα 3. Εξασφαλίστε ελάχιστη τριβή σε κινούμενα μέρη του αυτοκινήτου
Για μέγιστη απόσταση, θέλετε να χρησιμοποιήσετε σχεδόν το 100% της ισχύος της ποντικοπαγίδας σας. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να μειώσετε την "τριβή" στις επιφάνειες των αυτοκινήτων που γλιστρούν το ένα πάνω στο άλλο. Χρησιμοποιήστε ένα απαλό λιπαντικό, όπως WD 40, γράσο αυτοκινήτου ή παρόμοια προϊόντα για να διατηρήσετε τη λίπανση των σημείων επαφής μεταξύ των κινούμενων μερών του αυτοκινήτου, ώστε το αυτοκίνητο να "τρέχει" όσο το δυνατόν πιο ομαλά.
Πολλά εγχειρίδια κατασκευής παγίδων ποντικιών αυτοκινήτων προσδιορίζουν τον άξονα ως την κύρια πηγή τριβής στα αυτοκίνητα ποντικοπαγίδας. Για να ελαχιστοποιήσετε την τριβή του άξονα, εφαρμόστε ή ψεκάστε μια μικρή ποσότητα λιπαντικού σε κάθε άξονα που είναι προσαρτημένος στο πλαίσιο. Στη συνέχεια, εάν είναι δυνατόν, δοκιμάστε το κοινό έδαφος κυλώντας τους τροχούς εμπρός -πίσω
Βήμα 4. Χρησιμοποιήστε την πιο ισχυρή ποντικοπαγίδα
Τις περισσότερες φορές, για να φτιάξουν ένα ποντικοπαγίδιο, όλοι οι μαθητές καλούνται να χρησιμοποιήσουν μια ποντικοπαγίδα του ίδιου μεγέθους, έτσι ώστε κάθε αυτοκίνητο να έχει την ίδια ισχύ. Ωστόσο, εάν επιτρέπεται, χρησιμοποιήστε παγίδες που έχουν περισσότερη ισχύ από τις κανονικές παγίδες! Μεγαλύτερες παγίδες, όπως μια ποντικοπαγίδα αποχέτευσης, παρέχουν περισσότερη ισχύ από μια κανονική ποντικοπαγίδα. Αλλά αυτή η παγίδα απαιτεί επίσης μια πιο στιβαρή κατασκευή πλαισίου. Διαφορετικά, αυτή η παγίδα μπορεί να καταστρέψει το αυτοκίνητο ενώ σφενδώνει. Πρέπει να ενισχύσετε το πλαίσιο και τον άξονα του αυτοκινήτου σας για να ταιριάζουν.
Λάβετε υπόψη ότι οι παγίδες αποχέτευσης και άλλες μεγάλες παγίδες τρωκτικών μπορούν να σπάσουν τα δάχτυλα. Έτσι, να είστε προσεκτικοί, ακόμη και όταν είστε σίγουροι ότι η παγίδα είναι ήδη προσαρτημένη στον άξονα και δεν θα σπάσει εύκολα
Συμβουλές
- Εάν το σχοινί τυλίγεται γύρω από τον άξονα, μπορεί να είναι δύσκολο για το αυτοκίνητο να κινηθεί. Η προσθήκη ενός μεγάλου συνδέσμου στο τιμόνι μπορεί να αυξήσει την πρόσφυση. Σε μερικές εικόνες υπάρχει ένα ελαστικό πηνίο στον άξονα, το οποίο λειτουργεί ως «γρανάζι» και μειώνει την ολίσθηση του σχοινιού.
- Χρησιμοποιήστε τον μακρύτερο μοχλό για να επεκτείνετε το βραχίονα της ποντικοπαγίδας όσο το δυνατόν περισσότερο. Το τέλος που διανύει μεγαλύτερη απόσταση θα διευκολύνει το καρούλι του σχοινιού στον τροχό να λειτουργεί καλύτερα. Η κεραία ενός χαλασμένου ραδιοφώνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μοχλός. Οτιδήποτε είναι μακρύ, ελαφρύ και όχι πολύ εύκαμπτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μοχλός.
- Μειώστε την τριβή στον άξονα ελαχιστοποιώντας την επιφάνεια στήριξης σε επαφή με τον άξονα διεύθυνσης. Τα στηρίγματα αξόνων από λεπτό χάλυβα έχουν λιγότερη τριβή από τις οπές που ανοίγονται σε ξύλινα μπλοκ.
- Μειώστε το σοκ χρησιμοποιώντας ένα μικρό σφουγγάρι που λειτουργεί σαν δόλωμα τυριού. Αυτό θα μειώσει το άλμα του αυτοκινήτου όταν ασφαλίσει ο μοχλός.
- Η ρύθμιση των γραμμών και των εδράνων αξόνων είναι απαραίτητη για τη μείωση της τριβής και τη βελτίωση της απόδοσης.
- Μειώστε τις τριβές εφαρμόζοντας Molykote® ένα κονιοποιημένο λιπαντικό με βάση το δισουλφιδικό μολυβδαίνιο σε άξονες, τροχούς και ελατήρια παγίδας ποντικιού.
- Πάρτε το CD και τον άξονα στο κατάστημα υλικού εάν αγοράζετε πώματα. «Μπορεί» να βοηθήσει να γίνει το σωστό μέγεθος την πρώτη φορά.
Μπορείτε να δείτε τις προσπάθειες των μαθητών στον ιστότοπο του Mouse Trap Car Challenge.
- Αυξήστε την τριβή με αποτρίχωση με σχοινί χρησιμοποιώντας ένα ελαφρύ κερί. Παρέχοντας κερί, το σχοινί έχει καλύτερη έλξη στον άξονα.
- Αυξήστε την τριβή όπου χρειάζεται χρησιμοποιώντας λάστιχο ή κολλητική ταινία ή εφαρμόστε κόλλα γύρω από τον άξονα όπου τυλίγεται το σχοινί. Το σχοινί θα περιστρέψει τον άξονα και δεν θα γλιστρήσει.
- Μειώστε τη μάζα χρησιμοποιώντας ελαφριά ραβδιά για τα μέρη του σώματος του mobi. Η μείωση της μάζας θα μειώσει επίσης την τριβή στα στηρίγματα των αξόνων.
Πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε
- Αναλογία τροχού προς άξονα: Για απόσταση, χρησιμοποιήστε έναν μεγάλο τροχό και έναν μικρό άξονα. Φανταστείτε τον πίσω τροχό ενός ποδηλάτου. Μικρά γρανάζια και μεγάλοι τροχοί.
- Αδράνεια: Πόση δύναμη χρειάζεται για να λειτουργήσει το αυτοκίνητο; Τα ελαφρύτερα αυτοκίνητα απαιτούν λιγότερη ισχύ. Μειώστε τη μάζα του οχήματός σας για την καλύτερη απόσταση..
- Ρυθμός απελευθέρωσης ενέργειας: Εάν η ενέργεια απελευθερώνεται αργά, η ισχύς χρησιμοποιείται πιο αποτελεσματικά και το αυτοκίνητο θα προχωρήσει περαιτέρω. Ένας τρόπος για να επιβραδύνετε αυτήν την απελευθέρωση είναι να επιμηκύνετε το μοχλό. Ο μακρύτερος βραχίονας ταξιδεύει πιο μακριά και αφήνει περισσότερο χώρο για το καρούλι του σχοινιού γύρω από τον άξονα. Το αυτοκίνητο θα προχωρήσει περισσότερο, αλλά πιο αργά.
- Τριβή: Ελαχιστοποιήστε την τριβή στον άξονα ελαχιστοποιώντας την περιοχή επαφής. Στηρίγματα από λεπτό χάλυβα χρησιμοποιούνται ως παράδειγμα. Αρχικά, ανοίγεται μια τρύπα στο ξύλο που χρησιμοποιείται για τη συγκράτηση του άξονα. Στη συνέχεια, λόγω της μεγαλύτερης επιφάνειας, το αυτοκίνητο χρησιμοποιεί ενέργεια για να αντιμετωπίσει τις τριβές αντί να κινείται.
- Τραβήξτε: Αυτό είναι αυτό που αναφέρεται ως τριβή όταν χρησιμοποιείται ως πλεονέκτημα. Η τριβή πρέπει να μεγιστοποιείται όπου χρειάζεται (όπου το σχοινί τυλίγεται γύρω από τον άξονα και όπου ο τροχός συναντά το πάτωμα). Ολίσθηση σχοινιών ή τροχών θα χάσει ενέργεια.
Προειδοποίηση
- Υπάρχει όριο στο διαθέσιμο ρεύμα. δηλ. ισχύς ανά. Το αυτοκίνητο που αποτελεί παράδειγμα είναι ήδη ένα παράδειγμα που επιτυγχάνει σχεδόν τη μέγιστη απόδοση. Αν οι μοχλοί ήταν μακρύτεροι ή οι τροχοί μεγαλύτεροι, το αυτοκίνητο «δεν θα κινούταν καθόλου!» Σε αυτή την περίπτωση, η απελευθερωμένη ισχύς μπορεί να "περιστραφεί" πιέζοντας την κεραία προς τα μέσα (συντομεύοντας το μοχλό).
- Οι παγίδες του ποντικιού είναι αρκετά επικίνδυνες. Μπορείτε να σπάσετε το δάχτυλό σας. Ζητήστε βοήθεια από έναν ενήλικα. Μπορείτε να πληγωθείτε και μπορείτε επίσης να σπάσετε παγίδες!
- Να είστε προσεκτικοί όταν χρησιμοποιείτε εργαλεία, κόβετε ξύλο ή όταν χρησιμοποιείτε επικίνδυνα υλικά. Πρέπει πάντα να ζητάτε βοήθεια από έναν ενήλικα όταν εργάζεστε.
