Sisältö

• Astua
• Tapa 1/3: Optimoi pyörät
• Tapa 2/3: Säädä runko
• Tapa 3/3: Maksimoi teho
• Vinkkejä
• Huomioon otettavat asiat
• Varoitukset

Joten fysiikan opettaja on määrännyt sinut tekemään auton "hiirenloukusta": luomaan, suunnittelemaan ja rakentamaan pieni ajoneuvo, joka saa virtansa jousikuormitteisella hiirenloukulla ajamaan sitä mahdollisimman pitkälle. Jos haluat olla parempi kuin muut luokkasi opiskelijat, sinun on tehtävä autostasi mahdollisimman tehokas, jotta voit puristaa jokaisen tuuman "autostasi". Oikealla lähestymistavalla on mahdollista virtaviivaistaa auton muotoilua mahdollisimman suurelle etäisyydelle käyttämällä vain tavallisia kotitalousmateriaaleja. Voit myös ostaa tällaisen ajoneuvosarjan säästääksesi paljon vaivaa.

Astua

Tapa 1/3: Optimoi pyörät

1. Käytä suurempia takapyöriä. Suurilla pyörillä on suurempi pyörimisinertia kuin pienillä pyörillä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että kun he alkavat liikkua, niitä on vaikeampi pysäyttää. Tämä tekee suurista pyöristä täydellisen kilpailuihin, joissa ajettu matka on tärkeä - teoriassa ne kiihtyvät vähemmän nopeasti kuin pienemmät pyörät, mutta ne liikkuvat paljon pidempään ja yleensä pitemmän matkan. Joten suurimmalle etäisyydelle, tee vetoakseliin kiinnitetyt pyörät (se, johon hiirenloukku on kiinnitetty, yleensä takana) erittäin suuriksi.
   • Etupyörä on vähän vähemmän tärkeä - se voi olla iso tai pieni. Jos haluat ajoneuvosi näyttävän klassiselta drag racerilta, valitse suuret takapyörät ja pienemmät etupyörät.
2. Käytä ohuita, kevyitä pyöriä. Ohuemmat pyörät merkitsevät vähemmän kitkaa ja voivat kiertyä pidemmälle, jos etäisyys on mitä haluat tai tarvitset hiirenloukkuajoneuvollasi. On myös tärkeää ottaa huomioon itse pyörien paino - kaikki tarvitsemattomat painot hidastavat autoa tai johtavat ylimääräiseen kitkaan. Lisäksi on syytä huomata, että leveillä pyörillä voi olla jopa pieni kielteinen vaikutus auton ilmanvastukseen. Näistä syistä sinun kannattaa käyttää autosi ohuimpia ja kevyempiä pyöriä.
   • Vanhat CD- tai DVD-levyt toimivat melko hyvin tähän tarkoitukseen - ne ovat suuria, ohuita ja erittäin kevyitä. Tässä tapauksessa aluslevyä voidaan käyttää pienentämään CD-levyn keskellä olevaa reikää (jotta akseli sopisi paremmin).
   • Jos sinulla on pääsy vanhaan vinyylilevyyn (levysoittimelle), nämäkin toimivat erittäin hyvin, vaikka ne saattavat olla liian raskaita pienimmille hiirenloukkuille.
3. Käytä kapeaa taka-akselia. Olettaen, että se tulee olemaan takavetoinen auto, takapyörät pyörivät joka kerta, kun käännät taka-akselia. Jos taka-akselisi on erittäin pieni, hiirenloukkuauto pystyy kääntymään useamman kerran samalla köyden pituudella kuin jos se olisi leveämpi. Tämä tarkoittaa takapyörien kääntämistä useammin, mikä tarkoittaa suurempaa etäisyyttä! Siksi on järkevä ajatus valmistaa akseli ohuimmasta saatavilla olevasta materiaalista, joka silti tukee rungon ja pyörien painoa.
   • Kapeat puukappaleet ovat hyvä, helposti saatavilla oleva valinta. Jos sinulla on pääsy ohuisiin metallitankoihin, nämä ovat vieläkin parempia - voideltuna ne antavat yleensä vähemmän kitkaa.
4. Luo pito karhentamalla pyörien reunoja. Jos pyörät liukastuvat maahan, kun ansa sulkeutuu, energia menee hukkaan - hiirenloukku pyörii pyöriä, mutta et saa ylimääräistä etäisyyttä. Jos näin tapahtuu autollesi, raaka-aineen lisääminen takapyöriin voi parantaa sen pitoa. Pidä painosi alhaalla käyttämällä vain niin paljon kuin on tarpeen, jotta pyörien päihin jää pito ja ei enää. Joitakin sopivia materiaaleja ovat:
   • Sähköteippi
   • Kuminauhat
   • Rikki ilmapallot
   • Lisäksi pala hiekkapaperia takapyörien alla lähtöviivalla voi vähentää liukastumista, jos auto alkaa liikkua (kun luiskautuminen on todennäköisintä).

Tapa 2/3: Säädä runko

1. Rakenna kevyin mahdollinen runko. Ennen kaikkea autosi tulisi olla kevyt. Mitä pienempi auton massa, sitä parempi - jokainen gramma tai milligramma, jonka voit ajaa pois auton alustalta, vie sen hieman pidemmälle. Älä yritä käyttää alustaan ​​muuta materiaalia kuin mitä tarvitaan pitämään hiiren ansa ja pyörän akselit paikallaan. Jos näet hukkaan mennyttä tilaa, yritä poistaa se tai, jos se on mahdotonta, lyö siihen reikiä moottoriporalla painon vähentämiseksi. Tarvitset myös kevyintä mahdollista materiaalia alustallesi. Tässä on vain muutama esimerkki, joka voi olla sopiva:
   • Balsapuu
   • Kova muovilevy
   • Ohut, kevytmetallilevy (alumiini- / peltikatto jne.)
   • Rakennuslelut (K’NEX, Lego jne.)
2. Tee alustasta pitkä ja kapea. Ihannetapauksessa auton tulisi olla aerodynaaminen - ts. Sillä on mahdollisimman pieni pinta ajosuuntaan. Vertaa tätä nuoleen, pikaveneeseen, lentokoneeseen tai keihään - maksimaalista hyötysuhdetta ajatellen suunnitellun ajoneuvon muoto on melkein aina pitkä ja hoikka minimoidakseen vastuksen. Hiirenloukkuautosi kannalta tämä tarkoittaa, että alustasi on oltava kapea sekä vaaka- että pystysuunnassa (vaikka alusta on vaikea tehdä kapeammaksi kuin itse hiirenloukku).
   • Älä unohda minimoida vastusta antamalla autollesi mahdollisimman kapea ja pienin profiili. Pysy maassa ja katso autoa edestä nähdäksesi alustan kappaleet, jotka tekevät autosi profiilista tarpeettoman suuren.
3. Käytä liimaa kynsien sijasta aina kun mahdollista. Aina kun mahdollista, yritä käyttää liimaa autosi suunnittelussa naulojen, nastojen tai muiden raskaampien materiaalien sijaan. Esimerkiksi sinun on käytettävä vain muutamia pieniä liimapisteitä kiinnittääksesi hiiren ansa alustaan. Yleensä liima pitää yhtä hyvin kuin naulat, mikä voi lisätä tarpeetonta painoa. Käytä superliimaa, älä koululiimaa, koska jälkimmäinen ei pidä kovin hyvin.
   • Toinen etu liimasta on, että se ei yleensä vaikuta auton ilmanvastukseen. Toisaalta, jos kynnen jompi kumpi pää työntyy ulos rungostasi, voi sillä on pieni vaikutus.
4. Pidä mielessä rungon rakenteellinen eheys. Ainoa rajoittava tekijä siinä, kuinka kevyt ja ohut voit tehdä hiirenloukun auton alustasta, on sen hauraus - jos auto on liian kevyt, se voi muuttua niin herkäksi, että hiirenloukun sulkeminen voi rikkoa auton. Herkkä tasapaino maksimietäisyyden saavuttamisen ja autosi epävakaaksi tekemisen välillä voi olla melko hankalaa saada oikea, mutta rohkea kokeilla. Itse hiirenloukku ei todennäköisesti koskaan riko, joten niin kauan kuin sinulla on ylimääräistä alustamateriaalia, voit tehdä virheitä.
   • Jos käytät erityisen herkkää materiaalia, kuten balsa-puuta, ja yrität pitää alustaa yhdessä, harkitse pienen tukevan materiaalin (kuten metallin tai muovin) nauhan lisäämistä alustan pohjaan. Tämä lisää auton rakenteellista lujuutta ja rajoittaa ilmanvastuksen ja painon muutosta.

Tapa 3/3: Maksimoi teho

1. Anna hiirenloukulle pitkä "käsivarsi" lisätäksesi vipuvaikutusta. Suurin osa hiirenloukkuautoista toimii näin: hiirenloukku on 'asetettu', hiirenloukkuun varren ympärille sidottu köysi kiedotaan varovasti yhden pyörän akselin ympärille, ja kun ansa napsahtaa kiinni, loukun kääntyvä varsi siirtää energiansa pyörän pyörimiseksi. Koska halardin varsi on melko lyhyt, ellei autoa ole rakennettu huolellisesti, se voi vetää hihnan liian nopeasti aiheuttaen pyörien liukastumisen ja energian tuhlaamisen. Hitaampaa ja vakaampaa vetoa varten kiinnitä pitkä keppi varteen toimimaan vipuna, sitomalla sitten narun pää sen sijaan itse varteen.
   • On tärkeää käyttää vipuasi varten oikeaa materiaalia. Kahvan ei tulisi ollenkaan taipua narun jännityksen alla - tämä tarkoittaa, että energiaa tuhlataan. Monissa käsikirjoissa suositellaan tukevia balsa-rakenteita tai metallilla vahvistettua balsaa tukevaan mutta kevyeen vipuun.
2. Aseta ansa mahdollisimman eteenpäin. Jos oletetaan, että ansa ajaa takapyörää, aseta hiiren ansa alustalle mahdollisimman eteenpäin koskematta etupyöriin. Mitä suurempi etäisyys halardin ja pyörien välillä on, sitä parempi - enemmän etäisyyttä tarkoittaa, että voit kiertää enemmän köyttä verkon akselin ympärille vähän enemmän hidas ja vakaa vetovoima.
3. Varmista, että liikkuvissa osissa on vähän kitkaa. Suurimman etäisyyden saavuttamiseksi haluat käyttää mahdollisimman paljon hiiren ansaan kuuluvasta voimasta. Tämä tarkoittaa kitka auton pinnoilla, joilla pisteet liukuvat toisiaan vasten. Käytä mietoa voiteluainetta, kuten WD-40, ompelukoneöljyä tai vastaavaa tuotetta pitämään kosketuskohdat auton liikkuvien osien välillä hyvin öljyttyinä, jotta auto "liikkuu" mahdollisimman sujuvasti.
   • Kaikki hiirenloukkuauton rakennekuvaukset osoittavat, että akseli on ensisijainen kitkalähde tällaisessa ajoneuvossa. Akselin kitkan minimoimiseksi hiero tai suihkuta vähän voiteluainetta kuhunkin akseliin, jossa se kohtaa alustan, ja mikäli mahdollista, työnnä se kosketuspisteeseen liu'uttamalla pyöriä edestakaisin.
4. Jos mahdollista, käytä tehokkainta mahdollista hiiren ansaa. Yleensä kaikkien oppilaiden on käytettävä samaa hiiren ansaa tähän tehtävään, jotta jokaisella autolla on sama teho. Jos sinulla ei kuitenkaan ole tätä rajoitusta, käytä tehokkainta hiirenloukkua, jonka löydät! Suuremmat ansat, kuten rotanloukut, tarjoavat paljon enemmän virtaa kuin hiiren tavanomaiset ansat, mutta ne vaativat myös tukevampia rakenteita ja voivat rikkoa auton, jos ne sulkeutuvat, joten sinun on ehkä vahvistettava ja säädettävä alusta ja / tai akselit.
   • Muista, että rotanloukut ja muut suuret jyrsijäloukut voivat helposti rikkoa sormesi, joten käsittele reunalla olevia ansoja, vaikka olet varma, että ansa on kiinnitetty akseliin eivätkä voi napsahtaa vapaasti kiinni.

Vinkkejä

• Vähennä akselin kitkaa minimoimalla vetoakselia koskettavan tuen alue. Ohuiden teräsakseleiden tuella on vähemmän kitkaa kuin tukin läpi poratulla reiällä.
• Vähennä iskuja asettamalla pala sieni juuston alueelle. Tämä estää autoa hyppäämästä liikaa, kun vipuvarsi taittuu alas.
• Akselin ja jousituksen suuntaus on kriittinen kitkan vähentämiseksi ja suorituskyvyn parantamiseksi.
• Jos ostat aluslevyn, ota CD ja akseli mukaan rautakauppaan. Tämä lisää mahdollisuutta saada oikea koko ensimmäisellä kerralla.
• Näet monia erilaisia ​​opiskelijaprojekteja "Mouse Trap Car Challenge" -sivustolla.
• Lisää kitkaa vahaamalla köysi kynttilävahalla. Vahaamalla sitä köysi vetää paremmin akselia.
• Lisää kitkaa tarvittaessa käyttämällä kuminauhaa tai teippiä akselin ympäri, jossa naru on kiedottu. Köyden tulee kääntää akselia eikä luistaa.
• Vähennä massaa käyttämällä yksinkertaista valotikkua korina. Massan pienentäminen vähentää myös kitkaa akseliliittimissä.
• On hyödyllistä varmistaa, että akselisi ei heilua tai se liikkuu vasemmalle ja oikealle.
• Käytä mahdollisimman vähän massaa autossa ja tee siitä silti riittävän suuri liikkumiseen.

Huomioon otettavat asiat

• Pyörän / akselin suhde: Käytä etäisyyttä suurten pyörien ja pienen akselin avulla. Ajattele polkupyörän takapyörää; pieni käyttö ja iso pyörä.
• Hitaus: Kuinka paljon energiaa tarvitaan auton käynnistämiseen? Kevyempi auto tarvitsee vähemmän. Pienennä ajoneuvosi painoa suurimmalla etäisyydellä.
• Energian vapautuminen: Kun energiaa vapautuu hitaasti, tehoa käytetään tehokkaammin ja auto ajaa pidemmälle. Yksi tapa hidastaa tätä vapautusta on pidentää vipuvartta. Pidempi varsi kulkee suuremman matkan ja luo enemmän köyttä akselin ympäri. Auto jatkuu, mutta hitaammin.
• Kitka: Minimoi akselin kitka minimoimalla kosketuspinta. Tässä esimerkissä käytetään ohutta teräkannaketta. Alussa poron läpi porattiin reikä tuhkan pitämiseksi. Tämä jätettiin pois, koska lisääntynyt pinta-ala antaa auton käyttää energiaa kitkan voittamiseksi eteenpäin siirtymisen sijaan.
• Pito: Tämä on kitkaa, jota käytät hyödyksi. Kitka tulisi maksimoida tarvittaessa (missä köysi kiertyy akselin ympäri ja missä pyörät koskettavat lattiaa). Köysien tai pyörien liukuminen vastaa hukkaan menevää energiaa.

Varoitukset

• Käytettävissä olevan energian määrällä on raja: jousen voima. Kuvassa näkyvä auto on lähellä maksimia. Jos vipuvarsi olisi ollut pidempi tai pyörät suuremmat, auto olisi älä liiku ollenkaan! Tällöin energiantuotto voidaan "virittää" työntämällä antenneja hieman (lyhentämällä kahvaa).
• Hiirenloukut ovat vaarallisia. Voit rikkoa sormen. Anna aikuisen valvoa aina. Voit loukkaantua ja kaatuminen voi rikkoutua!
• Ole varovainen työkalujen, sahatavan tai muiden haitallisten materiaalien suhteen. Varmista siellä aina aikuisvalvonta on silloin, kun työskentelet projektissa.