Така че вашият учител по наука ви дава класно задание за изграждане на „кола за мишоловка“, която трябва да изгради и проектира малко превозно средство, което получава мощност от рязкото движение на капана за мишка, така че колата да може да се движи възможно най -далеч. Ако искате да надминете съучениците си, трябва да направите колата си възможно най -ефективна, така че да измине най -далечното разстояние. С правилния подход можете да начертаете подробни дизайни на автомобили, за да постигнете максимално разстояние, като използвате само прости инструменти у дома.
Стъпка
Метод 1 от 3: Оптимизиране на колелата ви за превозни средства
Стъпка 1. Използвайте голямо задно колело
Големите колела имат по -голяма ротационна инерция от малките колела. На практика, след като колелата започнат да се въртят, ще им е по -трудно да спрат. Така че по -големите колела са идеални за състезания на разстояние - теоретично те ще ускоряват по -бавно от по -малките колела, но ще се въртят по -дълго и ще покриват по -дълги разстояния. Така че, за максимален просвет, поставете много голямото колело на кормилната ос (където е прикрепена капана за мишка, който обикновено е отзад)
Предното колело всъщност няма значение - то може да бъде голямо или малко. За да изглежда като състезателна кола, може да искате да поставите големите колела отзад, а по -малките отпред
Стъпка 2. Използвайте тънко и леко колело
Не натоварвайте колелата - ненужните товари определено ще забавят автомобила или ще причинят триене. Освен това широките колела могат да имат отрицателен ефект върху тегленето поради съпротивление на въздуха. Затова е по -добре да използвате най -тънките и леки колела за колата.
- Старите компактдискове или DVD дискове се справят достатъчно добре с тази цел - големи, тънки и много леки. По отношение на съвместимостта, тръбните тапи могат да се използват за намаляване на размера на отвора в центъра на компактдиска (за да съответства на оста).
- Ако имате винилови плочи, можете също да ги използвате, въпреки че може да са твърде тежки за много малък капан за мишка.
Стъпка 3. Използвайте малка задна ос
Да предположим, че колата ви е кола, която разчита на задни колела. Всеки път, когато задната ос се върти, задното колело също се върти. Ако задната ос е много тънка, колата ви за мишоловка ще може да се движи по -бързо за същото разстояние, отколкото ако задната ос е по -широка. Когато задното колело се завърти повече, изминатото разстояние също ще бъде по -голямо. Така че е доста разумно, ако направите оста от най -тънкия материал, но все пак издържате на теглото на рамката и колелата.
Малките дюбели са доста добър избор и са лесни за получаване. Ако имате метални пръти, това е още по -добре - когато се смазват, те обикновено не се търкат много лесно
Стъпка 4. Създайте сцепление, като добавите ръбове към колелото
Ако колелото се подхлъзне, докато капана се щракне, енергията ще се губи - капана на мишката работи, за да накара колелото да се завърти. Въпреки това, поради занасяне, колата ви не достига желаното разстояние. Следователно добавянето на материал, предизвикващ триене, към задното колело ще намали риска от подхлъзване. За да не натоварвате твърде много, използвайте толкова индукционен материал, колкото е необходимо, за да осигурите малко сцепление и нищо повече. Тези съставки са:
- Електрическо лепило
- Каучук
- Гуменият балон, който се е спукал
- Освен това поставянето на шкурка под колелата в началото на движението ще намали риска от подхлъзване, когато колата започне да се движи (т.е. когато рискът от подхлъзване е чест).
Метод 2 от 3: Регулиране на рамката на колата
Стъпка 1. Направете рамката възможно най -лека
Най -важното е, че колата ви трябва да е лека. Колкото по -малка маса има колата ви, толкова по -добре - всеки грам или милиграм, които можете да премахнете от рамката на колата, ще накара колата ви да върви все по -далеч. Опитайте се да не добавяте никакъв материал на рамката, различен от този, който се изисква от съществуващата мишоловка и оста. Ако видите парче, което не работи, опитайте да го премахнете или ако е възможно, пробийте дупка в него с бормашина, за да намалите теглото. Можете също да използвате най -лекия материал за рамката на автомобила. Следните са подходящи материали:
- Балса дърво
- Твърд пластмасов лист
- Тънка и лека метална плоча (алуминий, цинков покривен материал и др.)
- Строителни играчки (K'NEX, Lego и др.)
Стъпка 2. Направете дълга и малка рамка
В идеалния случай искате колата да има аеродинамична форма - което означава, че колата ще има най -малката повърхност на частта, срещу която се движи. Подобно на стрела, дълга лодка, самолет или копие, превозно средство, проектирано за максимална ефективност, винаги ще има дълга, тънка форма, за да сведе до минимум триенето срещу съпротивлението на въздуха. За кола с мишоловка ще трябва да изградите рамката на колата да бъде малка (въпреки че ще бъде трудно да се направи по -малка рамка от самата мишоловка), както и вертикално тънка.
Не забравяйте, че за да сведете до минимум плъзгането, трябва да се опитате да направите профила на колата си възможно най -тънък и малък. Опитайте да поставите колата си на земята и да я погледнете отпред, за да получите по -ясна представа за големите части на колата
Стъпка 3. Използвайте лепило вместо пирони, където е възможно
Ако е възможно, нанесете лепило върху дизайна на колата си, вместо да използвате пирони, лепилни пръчки или други тежки предмети. Например, трябва само да използвате малко количество лепило, за да залепите капана на мишката към рамката. Като цяло, лепилото ще работи също толкова добре, колкото ноктите, докато ноктите ще му натоварят ненужно.
Друго предимство на лепилото е, че обикновено не влияе на съпротивлението на вятъра на автомобила. Междувременно, ако върхът на пирона излезе от рамката на колата, това ще доведе до незначителен ефект
Стъпка 4. Винаги имайте предвид структурната цялост на рамката на автомобила
Единственият ограничаващ фактор, когато става въпрос за изработка на лека и тънка рамка на колата, е нейната крехкост - ако рамката е твърде лека, рамката ще бъде толкова крехка, че щракването от капана за мишка ще повреди колата. Точността при балансиране на ефективността за постигане на максимално разстояние със стабилизиране на автомобила ще бъде доста трудна. Не се страхувайте обаче да експериментирате. Самата мишоловка рядко се счупва, така че стига да имате много рамков материал, имате свободата да правите грешки.
Ако използвате много крехък материал като балса дърво и имате проблеми с монтирането на рамката, помислете дали да не добавите по -здрав материал като метал или пластмаса към долната страна на рамката. По този начин сте увеличили структурната здравина на автомобила, както и намалили до минимум промените в неговото въздушно съпротивление и тегло
Метод 3 от 3: Максимизиране на мощността на автомобила
Стъпка 1. Дайте на капана на мишката дълга „ръка“, за да увеличите лоста му
Повечето коли за мишоловки работят по следния начин: капанът за мишки е „настроен“, въже, вързано за капана, се навива внимателно върху една от осите на колелото, а когато устройството се щракне, плаващото рамо на капана изпраща захранване към оста за завъртане на колелата. Тъй като рамото на капана е доста кратко, кола, която не е внимателно конструирана, ще дърпа въжето твърде бързо и ще доведе до подхлъзване на колелата и загуба на мощност. За по -бавно и по -здраво издърпване опитайте да прикрепите дълга ютия към ръката, която действа като лост, и след това опитайте да завържете края на въжето с желязото, вместо да го завържете за ръката.
Използвайте подходящия материал като лост. Лостът изобщо не трябва да се огъва поради опъването на въжето - когато това се случи, енергията се губи. Много водачи препоръчват по -здрава конструкция от балса или опори за балса с добавено желязо за здрав, но лек лост
Стъпка 2. Поставете капана, доколкото е възможно
Да приемем, че капана ще завърти задното колело. Искате капана на мишката да бъде разположен далеч от рамката, така че да не докосва предните колела. Колкото по -голямо е разстоянието между капана и колелото, толкова по -добре - по -голямото разстояние означава, че ще можете да превъртите повече въже около оста за по -бавно издърпване и повече мощност.
Стъпка 3. Осигурете минимално триене на движещите се части на автомобила
За максимално разстояние искате да използвате почти 100% от мощността на капана на мишката. Това означава, че трябва да намалите "триенето" по повърхностите на автомобилите, които се плъзгат една срещу друга. Използвайте нежна смазка, като WD 40, автомобилна грес или подобни продукти, за да поддържате контактните точки между движещите се части на автомобила смазани, така че колата да „върви“възможно най -гладко.
Много ръководства за производство на автомобили за мишоловки определят оста като основен източник на триене в колите за мишоловка. За да намалите триенето на оста, нанесете или напръскайте малко количество смазка върху всяка ос, прикрепена към рамката. След това, ако е възможно, тествайте общата основа, като търкаляте колелата напред и назад
Стъпка 4. Използвайте най -мощния капан за мишка
През повечето време, за да направят кола за мишоловка, всички ученици са длъжни да използват капани за мишки със същия размер, така че всяка кола да има еднакво количество мощност. Ако обаче е позволено, използвайте капани, които имат по -голяма мощност от обикновените капани! По -големите капани, като канализационна мишоловка, осигуряват повече мощност от обикновената капан за мишки. Но този капан също изисква по -здрава рамкова конструкция. В противен случай този капан може да унищожи колата по време на прашка. Трябва да подсилите рамката и оста на колата си, за да съответстват.
Имайте предвид, че канализационните капани и други големи капани за гризачи могат да счупят пръсти. Така че бъдете внимателни, дори когато сте сигурни, че капанът вече е прикрепен към оста и няма да се щракне лесно
Съвети
- Ако въжето е навито около оста, може да е трудно колата да се движи. Добавянето на голяма връзка към волана може да увеличи сцеплението. На някои снимки на оста има гумена намотка, която действа като „предавка“и намалява приплъзването на въжето.
- Използвайте по -дългия лост, за да удължите рамото на капана на мишката, доколкото е възможно. Краят, който преминава на по -голямо разстояние, ще улесни работата на макарата на въжето на колелото. Антената на повредено радио може да се използва като лост. Всичко, което е дълго, леко и не много гъвкаво, може да се използва като лост.
- Намалете триенето на оста, като сведете до минимум площта на опорната повърхност в контакт с кормилната ос. Оси, направени от тънка стомана, имат по -малко триене, отколкото отвори, пробити в дървени блокове.
- Намалете шока, като използвате малка гъба, която действа като стръв за сирене. Това ще намали скока на колата, когато лостът на лоста щракне.
- Регулирането на оси и лагери е от съществено значение за намаляване на триенето и подобряване на работата.
- Намалете триенето, като нанесете Molykote® прахообразна смазка на основата на молибденов дисулфид върху оси, колела и пружини за мишоловка.
- Занесете компактдиска и оста в хардуерния магазин, ако купувате запушалки. Това може да помогне за правилния размер от първия път.
Можете да видите усилията на учениците на уебсайта Mouse Trap Car Challenge.
- Увеличете триенето, като намажете въжето с помощта на лека свещ. Като осигурява восък, въжето има по -добро придърпване на оста.
- Увеличете триенето, когато е необходимо, като използвате гума или лепяща лента или нанесете лепило около оста, където е навито въжето. Въжето ще завърти оста и няма да се плъзне.
- Намалете масата, като използвате леки пръчки за частите на тялото на mobi. Намаляването на масата също ще намали триенето на опорите на оста.
Неща, които трябва да знаете
- Съотношение колело към ос: За разстояние използвайте голямо колело и малка ос. Представете си задното колело на велосипед; Малки предавки и големи колела.
- Инерция: Колко мощност е необходима за управление на колата? По -леките автомобили изискват по -малко мощност. Намалете масата на вашия автомобил за най -доброто разстояние.
- Скорост на освобождаване на енергия: Ако енергията се освобождава бавно, мощността се използва по -ефективно и колата ще се движи по -далеч. Един от начините да забавите освобождаването е да удължите рамото на лоста. По -дългата ръка се движи по -далеч и оставя повече място за макарата с въже около оста. Колата ще се движи по -далеч, но по -бавно.
- Триене: Минимизирайте триенето по оста, като минимизирате контактната площ. За пример са използвани скоби от тънка стомана. Първоначално се пробива дупка в дървения блок, използван за задържане на оста. След това, поради по -голямата повърхност, колата използва енергия, за да се справи с триенето, вместо да се движи.
- дръпнете: Това се нарича триене, когато се използва като предимство. Триенето трябва да се увеличи максимално там, където е необходимо (където въжето е навито около оста и където колелото се среща с пода). Плъзгащите се въжета или колела ще изразходват енергия.
Внимание
- Има ограничение за количеството налична мощност; т.е. мощност на. Примерният автомобил вече е пример, който постига почти максимална ефективност. Ако лостовете бяха по -дълги или колелата бяха по -големи, колата „изобщо нямаше да се движи!“В този случай освободената мощност може да се „завърти“чрез натискане на антената навътре (съкращаване на лоста).
- Капаните за мишки са доста опасни. Можете да счупите пръста си. Помолете възрастен за помощ. Можете да пострадате, а също и да разбиете капани!
- Бъдете внимателни, когато използвате инструменти, цепете дърва или когато използвате опасни материали. Винаги трябва да поискате помощ от възрастен, когато работите.
