Așadar, profesorul dvs. de științe a dat cursului dvs. clasica misiune de „mașină de șoareci”: să fabricați, să proiectați și să construiți un vehicul mic alimentat de acțiunea de prindere a unei șoareci pentru a vă face mașina să călătorească cât mai departe posibil. Dacă doriți să ieșiți în fața tuturor celorlalți studenți din clasa dvs., va trebui să vă faceți mașina cât mai eficientă posibil, astfel încât să puteți scoate până la ultimul centimetru din „mașină”. Cu abordarea corectă, este posibil să eficientizați designul mașinii dvs. pentru o distanță maximă folosind doar materiale obișnuite pentru casă. De asemenea, ați putea cumpăra un set de mașini pentru capcane pentru șoareci de la orice magazin de artizanat și nu vă întrebați dacă va funcționa.
Pași
Metoda 1 din 3: Optimizarea roților
Pasul 1. Folosiți roți spate mari
Roțile mari au o inerție de rotație mai mare decât roțile mici. În practică, acest lucru înseamnă că, odată ce încep să ruleze, sunt mai greu de oprit. Acest lucru face ca roțile mari să fie perfecte pentru concursurile bazate pe distanță - teoretic, ele vor accelera mai puțin repede decât roțile mai mici, dar vor rula mult mai mult și vor parcurge o distanță mai mare per total. Deci, pentru o distanță maximă, faceți roțile de pe puntea motrice (cea de care este legată capcana pentru șoareci, care este de obicei cea din spate) foarte mari.
Roata din față este puțin mai puțin importantă - poate fi mare sau mică. Pentru un aspect clasic de drag racer, veți dori roți mari în spate și altele mai mici în față
Pasul 2. Folosiți roți subțiri și ușoare
Roțile mai subțiri au o frecare mai mică și pot merge mai departe dacă distanța este ceea ce doriți sau aveți nevoie cu cursorul tău de șoareci. De asemenea, este important să țineți cont de greutatea roților - orice greutate inutilă va încetini în cele din urmă mașina sau va duce la frecare suplimentară. În plus, merită menționat faptul că roțile late pot avea chiar un mic efect negativ asupra rezistenței mașinii datorită rezistenței aerului. Din aceste motive, veți dori să utilizați cele mai subțiri și mai ușoare roți disponibile pentru mașina dvs.
- CD-urile sau DVD-urile vechi funcționează destul de bine în acest scop - sunt mari, subțiri și extrem de ușoare. În acest caz, o mașină de spălat instalații sanitare poate fi utilizată pentru a reduce dimensiunea găurii din mijlocul CD-ului (pentru a se potrivi mai bine axa).
- Dacă aveți acces la vinil vechi, acestea funcționează și ele foarte bine, deși pot fi prea grele pentru cele mai mici șoareci.
Pasul 3. Folosiți o axă spate îngustă
Presupunând că mașina dvs. este o mașină cu tracțiune spate, de fiecare dată când puntea spate se rotește, roțile din spate se rotesc. Dacă puntea spate este extrem de subțire, mașina dvs. de șoareci va putea să o întoarcă de mai multe ori pentru aceeași lungime de sfoară decât ar fi dacă ar fi mai lată. Acest lucru se traduce prin rotirea roților din spate de mai multe ori, ceea ce înseamnă o distanță mai mare! Din acest motiv, este o idee înțeleaptă să-ți faci axul din cel mai subțire material disponibil care să poată susține în continuare greutatea cadrului și a roților.
Lansetele înguste din lemn sunt o alegere excelentă, ușor accesibilă aici. Dacă aveți acces la tije metalice subțiri, acestea sunt chiar mai bune - atunci când sunt lubrifiate, acestea au de obicei o frecare mai mică
Pasul 4. Creați tracțiune dând marginile fricțiunii roților
Dacă roțile alunecă de sol atunci când capcana este aruncată, energia este irosită - capcana pentru șoareci funcționează pentru a face roțile să se rotească, dar nu obțineți nici o distanță suplimentară. Dacă acest lucru se întâmplă cu mașina dvs., adăugarea unui material care provoacă frecare la roțile din spate poate reduce alunecarea acestora. Pentru a vă menține necesarul de greutate, utilizați doar cât este necesar pentru a oferi vârfurilor roților o anumită aderență și nu mai mult. Unele materiale adecvate sunt:
- Bandă electrică
- Benzi de cauciuc
- Cauciuc cu balon
- În plus, plasarea unei bucăți de șmirghel sub roțile din spate la linia de start poate reduce alunecarea pe măsură ce mașina începe să se miște (când este cel mai probabil).
Metoda 2 din 3: Personalizarea cadrului
Pasul 1. Construiți cel mai ușor cadru posibil
Mai presus de toate, mașina ta ar trebui să fie ușoară. Cu cât masa mașinii dvs. este mai mică, cu atât este mai bună - fiecare gram sau miligram pe care îl puteți rade din cadrul mașinii dvs. este puțin mai departe, capcana pentru șoareci va putea să vă împingă mașina. Încercați să nu aveți niciun material suplimentar de cadru dincolo de ceea ce este necesar pentru a vă menține capcana pentru șoareci și axele roților la locul lor. Dacă vedeți spațiu irosit pe cadru, încercați să îl scoateți sau, dacă acest lucru este imposibil, faceți găuri în el cu un burghiu pentru a reduce greutatea acestuia. De asemenea, veți dori să utilizați cel mai ușor material posibil pentru rama dvs. Iată doar câteva dintre cele potrivite:
- Lemn de balsa
- Foi de plastic dure
- Foi subțiri, ușoare (material de acoperiș din aluminiu / tablă etc.)
- Jucării de construcție (K'NEX, Legos etc.)
Pasul 2. Faceți cadrul lung și îngust
În mod ideal, doriți ca mașina dvs. să fie modelată aerodinamic - astfel încât să prezinte cea mai mică suprafață posibilă în direcția pe care o va parcurge. La fel ca o săgeată, o barcă lungă, un avion sau o suliță, un vehicul proiectat cu o eficiență maximă în minte va avea aproape întotdeauna o formă lungă și subțire pentru a minimiza rezistența la rezistența aerului. În sensul mașinii dvs. de capcane pentru șoareci, acest lucru va însemna să vă faceți cadrul atât îngust (deși va fi dificil să vă faceți cadru mai îngust decât capcana pentru șoareci în sine), cât și subțire pe verticală.
Amintiți-vă, pentru a minimiza rezistența, încercați să oferiți mașinii dvs. cel mai îngust și cel mai mic profil posibil. Încercați să coborâți la sol și să vă uitați la mașină din față pentru a observa bucăți de cadru care fac ca profilul mașinii dvs. să fie inutil de mare
Pasul 3. Folosiți lipici în loc de unghii ori de câte ori este posibil
Oriunde puteți, încercați să folosiți lipici în designul mașinii dvs., mai degrabă decât cuie, știfturi sau alte soluții mai grele. De exemplu, ar trebui să utilizați doar câteva pete mici de adeziv pentru a fixa capcana pentru șoareci pe cadru. În general, lipiciul va ține la fel de bine ca unghiile, care pot adăuga o greutate inutilă. Folosiți super lipici, nu lipici școlar, nu va rezista la fel de bine.
Un alt avantaj al lipiciului este că de obicei nu ar trebui să afecteze rezistența la aer a mașinii. Pe de altă parte, dacă oricare dintre capetele unui cui iese din cadru, acesta poate avea un efect minor
Pasul 4. Rețineți integritatea structurală a cadrului
Singurul factor limitativ în ceea ce privește cât de ușor și slab poți face ca rama mașinii tale de șoareci să fie fragilitatea acesteia - dacă este prea ușoară, poate deveni atât de fragilă încât acțiunea de izolare a capcanei de șoareci distruge mașina. Echilibrul delicat dintre atingerea distanței maxime și a face mașina instabilă poate fi destul de dificil pentru a obține corect, dar nu vă fie teamă să experimentați. Este puțin probabil ca capcana pentru șoareci să se rupă vreodată, așa că atâta timp cât aveți material suplimentar pentru cadru, veți avea libertatea de a face greșeli.
Dacă utilizați un material extra-fragil, cum ar fi lemnul de balsa și vă este greu să vă rămâneți rama, luați în considerare adăugarea unei benzi mici dintr-un material mai robust, precum metal sau plastic, pe partea inferioară a cadrului. Acest lucru crește rezistența structurală a mașinii, reducând în același timp schimbarea rezistenței la aer și a greutății sale
Metoda 3 din 3: Maximizarea puterii
Pasul 1. Dă-i capcanei un „braț” lung pentru a-i crește pârghia
Majoritatea mașinilor pentru capcane pentru șoareci funcționează după cum urmează: capcana pentru șoareci este „setată”, un șir legat de brațul capcanei pentru șoareci este înfășurat cu grijă în jurul uneia dintre axele roților și, atunci când capcana este aruncată, brațul oscilant al capcanei își transferă energia la osie pentru a roti roțile. Deoarece brațul capcanei este destul de scurt, dacă mașina nu este construită cu atenție, se poate trage de șir prea repede, provocând alunecarea roților și pierderea energiei. Pentru o tracțiune mai lentă, mai constantă, încercați să atașați un stâlp lung la braț pentru a acționa ca o pârghie, apoi legați capătul șirului la acesta, mai bine decât la brațul însuși
Este important să utilizați materialul potrivit pentru pârghia dvs. Maneta nu trebuie să se îndoaie deloc sub stresul șirului - aceasta reprezintă energie irosită. Multe ghiduri recomandă construcții robuste de balsa sau balsa armată cu metal pentru a oferi o pârghie robustă, dar ușoară
Pasul 2. Poziționați capcana cât mai departe posibil
Presupunând că capcana dvs. va întoarce roțile din spate, veți dori ca capcana pentru șoareci a mașinii dvs. să fie mult mai înainte pe cadru, așa cum se poate, fără a atinge roțile din față. Cu cât distanța este mai mare între capcană și roți, cu atât este mai bună - cu cât este mai mare distanța, veți putea înfășura mai multe șiruri în jurul axei pentru o putere de tragere suplimentară mai lentă și constantă.
Pasul 3. Asigurați o frecare minimă pe piesele dvs. în mișcare
Pentru distanță maximă, veți dori să utilizați cât mai aproape de 100% din puterea capcanei pentru șoareci. Aceasta înseamnă reducerea frecării pe suprafețele mașinii dvs., unde punctele alunecă una împotriva celeilalte. Utilizați un lubrifiant ușor, cum ar fi WD-40, grăsime automată sau un produs similar, pentru a menține punctele de contact dintre piesele mobile ale unei mașini bine unse, astfel încât mașina să „funcționeze” cât mai ușor posibil.
Multe ghiduri de construcție a mașinilor pentru șoareci identifică axa ca sursă principală de frecare pe o mașină pentru capcană pentru șoareci. Pentru a minimiza fricțiunea axei, frecați sau pulverizați puțin lubrifiant pe fiecare axă unde se întâlnește cu cadrul, apoi, dacă este posibil, lucrați-l în punctul de contact glisând roțile înainte și înapoi
Pasul 4. Dacă ți se permite, folosește cea mai puternică capcană de șoareci posibilă
De cele mai multe ori, pentru sarcinile de capcană pentru șoareci, toți elevii vor trebui să folosească aceeași dimensiune a capcanei pentru șoareci, astfel încât proiectele de mașină ale tuturor să aibă aceeași cantitate de putere. Cu toate acestea, dacă nu aveți această restricție, nu ezitați să utilizați cea mai puternică capcana pentru șoareci pe care o puteți găsi! Capcanele mai mari, cum ar fi capcanele pentru șobolani, oferă mult mai multă putere decât șoarecile de șoareci de bază, dar necesită și construcții mai rezistente sau pot rupe mașina când sunt aruncate, deci este posibil să trebuiască să vă consolidați cadrul și / sau axele pentru a le adapta.
Rețineți că capcanele pentru șobolani și alte capcane mari pentru rozătoare pot rupe cu ușurință degetele, așa că manipulați capcane înarmate cu extremă precauție, chiar și atunci când aveți încredere că capcana este amenajată până la axa dvs. și nu ar trebui să se poată închide liber
sfaturi
- Dacă șirul este doar înfășurat în jurul osiei, mașina abia se poate mișca. Adăugarea unui butuc mai mare poate îmbunătăți puterea de tragere. În unele imagini există o anvelopă de cauciuc pe axă, care acționează ca un „angrenaj” și reduce alunecarea șirului.
- Utilizați cea mai lungă manetă disponibilă pentru a extinde brațul capcanei pentru șoareci cât mai mult posibil. Vârful parcurge o distanță mai mare, permițând mai multe înfășurări de șiruri de roți. Pentru pârghie a fost utilizată o antenă dintr-o cutie cu braț rupt. Orice lucru lung, ușor și nu prea flexibil va funcționa pentru pârghie.
- Reduceți frecarea pe axă minimizând suprafața suportului care intră în contact cu puntea de acționare. un suport de osie din oțel subțire are o frecare mai mică decât o gaură forată printr-un bloc de lemn.
- Reduceți șocul folosind un pic de burete ca brânză simulată. Acest lucru împiedică mașina să sară atât de mult atunci când brațul pârghiei coboară.
- Alinierea axelor și a suporturilor este esențială pentru frecare redusă și performanță sporită.
- Reduceți fricțiunea aplicând Molykote® un lubrifiant sub formă de pulbere pe bază de disulfură de molibden pe axe, roți și arc de capcane pentru șoareci.
- Luați cu dvs. un CD și osia la magazinul de hardware dacă cumpărați o mașină de spălat. Acest lucru vă poate ajuta să obțineți dimensiunea potrivită pentru prima dată.
- Puteți vedea multe eforturi studențești diferite pe site-ul web Mouse Trap Car Challenge.
- Măriți fricțiunea ceruind coarda cu ceară de lumânare. Ceruindu-l, șirul are o tracțiune mai bună pe axă.
- Măriți frecarea acolo unde este necesară folosind o anvelopă de cauciuc sau o bandă în jurul axei unde este înfășurat șirul. Șirul ar trebui să rotească puntea și să nu alunece.
- Reduceți masa utilizând un simplu baston ușor pentru secțiunea corpului. Reducerea masei reduce, de asemenea, frecarea la suporturile osiei.
- Este util să vă asigurați că puntea dvs. nu zgâlțâie sau altfel se va deplasa la stânga și la dreapta.
- Folosiți cât mai puțină masă pe mașină posibil, în timp ce o faceți suficient de mare pentru a vă deplasa.
Lucruri de luat în considerare
- Raport roată-axă: Pentru distanță, utilizați roți mari și o axă mică. Gândiți-vă la roata din spate a unei biciclete; o transmisie mică și o roată mare.
- Inerţie: Câtă energie este necesară pentru a porni mașina? O mașină mai ușoară necesită mai puțin. Reduceți masa vehiculului pentru a obține cea mai bună distanță.
- Rata de eliberare a energiei: Dacă energia este eliberată încet, puterea este utilizată mai eficient, iar mașina va călători mai departe. O modalitate de a încetini această eliberare este de a prelungi brațul pârghiei. Un braț mai lung parcurge o distanță mai mare și permite mai multe înfășurări de șir în jurul axei. Mașina va merge departe, dar mai încet.
- Frecare: Minimizați frecarea pe axă prin minimizarea suprafeței de contact. Un suport subțire de oțel a fost utilizat în acest exemplu. La început, o gaură forată printr-un bloc de lemn a fost folosită pentru a ține axul. Acest lucru a fost abandonat, deoarece suprafața mai mare face ca mașina să folosească energie pentru a depăși fricțiunea decât să călătorească înainte.
- Tracţiune: Aceasta este ceea ce numiți fricțiune atunci când este folosită în avantajul dvs. Fricțiunea ar trebui să fie maximizată acolo unde este necesar (unde șnurul se înfășoară în jurul axei și unde roțile intră în podea). Alunecarea șirului sau a roților este egală cu energia irosită.
Avertizări
- Trapele pentru șoareci sunt periculoase. Ai putea rupe un deget. Folosiți supravegherea adulților. Ai putea fi rănit și poți împărți capcana!
- Există o limită a cantității de energie disponibilă; puterea arcului. Mașina prezentată este aproape de maxim. Dacă brațul pârghiei ar fi mai lung sau roțile ar fi mai mari, mașina nu s-ar mișca deloc! În acest caz, eliberarea de energie poate fi „reglată” prin apăsarea antenelor (scurtarea manetei).
- Aveți grijă când aveți de-a face cu unelte, tăierea lemnului sau cu orice materiale dăunătoare. Ar trebui să ai întotdeauna adult supraveghere la lucru.
