Så din naturvetarlärare ger dig ett klassuppdrag att bygga en "musfångarbil", det vill säga att bygga och designa ett litet fordon som får kraft från en snäpprörelse från en musfälla så att bilen kan röra sig så långt som möjligt. Om du vill överträffa dina klasskamrater måste du göra din bil så effektiv som möjligt så att den täcker längsta avståndet. Med rätt tillvägagångssätt kan du rita detaljerade bildesign för att nå maximalt avstånd med bara enkla verktyg hemma.
Steg
Metod 1 av 3: Optimera dina fordonshjul
Steg 1. Använd ett stort bakhjul
Stora hjul har större rotationströghet än små hjul. Rent praktiskt kommer de att ha svårare att stoppa när hjulen börjar svänga. Så de större hjulen är perfekta för avståndstävlingar - teoretiskt kommer de att accelerera långsammare än de mindre hjulen, men snurra längre och täcker längre sträckor. Så, för maximalt spelrum, placera det mycket stora hjulet på rattaxeln (det är där musfällan är fäst, som vanligtvis är den bakre)
Framhjulet spelar egentligen ingen roll - det kan vara stort eller litet. För att den ska se ut som en racerbil kanske du vill sätta de stora hjulen på baksidan och de mindre på framsidan
Steg 2. Använd ett tunt och lätt hjul
Lägg inte vikt på hjulen - onödiga laster kommer definitivt att sakta ner bilen eller orsaka friktion. Dessutom kan breda hjul ha en negativ effekt på bogsering på grund av luftmotstånd. Därför är det bättre att använda de tunnaste och lättaste hjulen för bilen.
- Gamla CD -skivor eller DVD -skivor fungerar tillräckligt bra för att tjäna detta ändamål - stora, tunna och mycket lätta. När det gäller kompatibilitet kan rörpluggar användas för att minska hålets storlek i mitten av CD -skivan (för att passa axeln).
- Om du har vinylskivor kan du använda dem också, även om de kan vara för tunga för en mycket liten musfälla.
Steg 3. Använd en liten bakaxel
Antag att din bil är en bil som är beroende av bakhjul. Varje gång bakaxeln roterar roterar bakhjulet också. Om bakaxeln är mycket tunn kommer din musfångarbil att kunna röra sig snabbare för samma sträcka än om bakaxeln var bredare. När bakhjulet roterar mer blir sträckan också längre. Så det är ganska klokt om du gör axeln av det tunnaste materialet men ändå tål vikten av ramen och hjulen.
Små pluggar är ett ganska bra val och är lätta att få. Om du har metallstänger är det ännu bättre - vid smörjning gnuggar de vanligtvis inte så lätt
Steg 4. Skapa dragkraft genom att lägga till kanter på hjulet
Om hjulet glider medan fällan knäpper kommer energi att gå till spillo - musfällan fungerar för att få hjulet att snurra. Men på grund av sladdning når din bil inte önskat avstånd. Därför minskar risken för glidning genom att lägga till ett friktionsinducerande material på bakhjulet. För att inte lägga för mycket vikt, använd så mycket induktionsmaterial som behövs för att ge lite grepp och inget mer. Dessa ingredienser är:
- Ellim
- Sudd
- Gummiballongen som sprack
- Dessutom kommer att placera sandpapper under hjulen i början av rörelsen minska risken för halkning när bilen börjar röra sig (dvs. när risken för glidning är frekvent).
Metod 2 av 3: Justering av bilens ram
Steg 1. Gör ramen så lätt som möjligt
Viktigast av allt, din bil ska vara lätt. Ju mindre massa din bil har, desto bättre - varje gram eller milligram du kan ta bort från din bils ram kommer att få din bil att gå längre och längre. Försök att inte lägga till något annat rammaterial än det som krävs av den befintliga musfällan och axeln. Om du ser en bit som inte fungerar kan du försöka ta bort den, eller om möjligt slå ett hål i den med en borr för att minska vikten. Du kan också använda det lättaste materialet för fordonsramen. Följande är lämpliga material:
- Balsaträ
- Hårdplast
- Tunn och lätt metallplatta (aluminium, zink takmaterial, etc.)
- Byggleksaker (K'NEX, Lego, etc.)
Steg 2. Gör en lång och liten ram
Helst vill du att bilen ska ha en aerodynamisk form - det vill säga att bilen har minst ytarea på den del som den kör. Precis som en pil, en långbåt, ett flygplan eller ett spjut, kommer ett fordon utformat för maximal effektivitet alltid att ha en lång, tunn form för att minimera friktion mot luftmotstånd. För en musfångarbil måste du bygga bilramen för att vara liten (även om det blir svårt att göra en mindre ram än själva musfällan), såväl som vertikalt smal.
Kom ihåg att för att minimera glidning bör du försöka göra din bils profil så smal och liten som möjligt. Prova att placera din bil på marken och titta på din bil framifrån för att få en tydligare bild av bilens stora delar
Steg 3. Använd lim istället för spik när det är möjligt
Om möjligt, applicera lim på din bils design istället för att använda spikar, limpinnar eller andra tunga föremål. Till exempel behöver du bara använda en liten mängd lim för att limma musfällan på ramen. I allmänhet fungerar lim lika bra som naglar, medan naglar lägger onödig vikt på det.
En annan fördel med lim är att det vanligtvis inte påverkar fordonets vindmotstånd. Under tiden, om spikens spets dyker upp ur bilramen, kommer detta att orsaka en mindre effekt
Steg 4. Tänk alltid på bilramens strukturella integritet
Den enda begränsande faktorn när det gäller att göra en lätt och tunn bilram är dess bräcklighet - om ramen är för ljus blir ramen så spröd att ett snäpp från en musfälla kommer att skada bilen. Noggrannhet i balanseringseffektivitet för att uppnå maximalt avstånd med stabilisering av bilen blir ganska svårt. Var dock inte rädd för att experimentera. Själva musfällan går sällan sönder, så så länge du har gott om rammaterial har du friheten att göra misstag.
Om du använder ett mycket bräckligt material som balsaträ och har problem med att montera ramen, överväg att lägga till ett starkare material som metall eller plast på undersidan av ramen. Genom att göra detta har du ökat bilens strukturella styrka samt minimerat förändringar av dess luftmotstånd och vikt
Metod 3 av 3: Maximera bilkraften
Steg 1. Ge din musfälla en lång”arm” för att öka dess hävstångseffekt
De flesta musfångarbilar fungerar enligt följande: musfällan är "uppsatt", ett rep som är knutet till fällan lindas försiktigt på en av hjulaxlarna och när enheten knäpps skickar den flytande fällarmen kraft till axeln att vrida hjulen. Eftersom fällarmen är ganska kort kommer en bil som inte är noggrant konstruerad att dra i repet för snabbt och få hjulen att glida och tappa kraft. För en långsammare, fastare dragning, försök att fästa ett långt strykjärn på armen som fungerar som en spak och försök sedan att binda änden av repet till järnet istället för att binda det till armen.
Använd rätt material som hävstång. Spaken får inte böjas alls på grund av repens spänning - när detta händer slösas ström bort. Många guider rekommenderar kraftigare balsakonstruktion eller balsastöd med extra järn för en robust men lätt spak
Steg 2. Placera fällan så långt som möjligt
Antag att fällan snurrar bakhjulet. Du vill att musfällan ska placeras bort från ramen så att den inte vidrör framhjulen. Ju längre avståndet mellan fällan och hjulet, desto bättre - desto längre avstånd betyder att du kommer att kunna rulla mer rep runt axeln för ett långsammare drag och mer kraft.
Steg 3. Säkerställ minimal friktion på rörliga delar av bilen
För maximalt avstånd vill du använda nästan 100% av din musfällas kraft. Det betyder att du måste minska "friktionen" på bilarnas ytor som glider mot varandra. Använd ett försiktigt smörjmedel, som WD 40, bilfett eller liknande produkter för att hålla kontaktpunkterna mellan bilens rörliga delar smorda så att bilen "går" så smidigt som möjligt.
Många manualer för tillverkning av musfällor identifierar axeln som den främsta friktionskällan i musfångarbilar. För att minimera axelfriktionen, applicera eller spraya en liten mängd smörjmedel på varje axel som är fäst vid ramen. Testa sedan om möjligt den gemensamma marken genom att rulla hjulen fram och tillbaka
Steg 4. Använd den mest kraftfulla musfällan
För det mesta krävs att alla elever använder en musfälla av samma storlek för att göra en bil med musfälla. Men om tillåtet, använd fällor som har mer kraft än vanliga fällor! Större fällor, till exempel en avloppsmusfälla, ger mer kraft än en vanlig musfälla. Men denna fälla kräver också en mer robust ramkonstruktion. Annars kan den här fällan förstöra bilen medan den slingrar. Du måste förstärka din bils ram och axel för att matcha.
Tänk på att avloppsfällor och andra stora gnagarfällor kan bryta fingrar. Så var försiktig, även när du är säker på att fällan redan är fäst vid axeln och inte kommer att knäppas lätt
Tips
- Om repet lindas runt axeln kan det vara svårt för bilen att röra sig. Tillägget av en stor länk på ratten kan öka dragkraften. På vissa bilder finns en gummispole på axeln, som fungerar som ett”växel” och minskar glidningen av repet.
- Använd den längre spaken för att förlänga musfångarmen så långt som möjligt. Änden som går över en längre sträcka kommer att göra det lättare för reprullen på hjulet att fungera bättre. Antennen på en skadad radio kan användas som hävstång. Allt som är långt, lätt och inte särskilt flexibelt kan användas som hävstång.
- Minska friktionen på axeln genom att minimera stödytan i kontakt med styraxeln. Axelstöd av tunt stål har mindre friktion än hål som borras i träblock.
- Minska chocken genom att använda en liten svamp som fungerar som ett ostbete. Detta kommer att minska bilens hopp när hävarmen snäpper.
- Justering av axellinjer och lager är avgörande för att minska friktion och förbättra prestanda.
- Minska friktionen genom att applicera Molykote® ett pulveriserat smörjmedel baserat på molybdendisulfid på axlar, hjul och musfällfällor.
- Ta CD -skivan och axeln till järnaffären om du köper proppar. Det "kan" hjälpa till att få rätt storlek första gången.
Du kan se elevinsatser på Mouse Trap Car Challenge -webbplatsen.
- Öka friktionen genom att vaxa repet med ett tändljus. Genom att tillhandahålla vax har repet ett bättre drag på axeln.
- Öka friktionen vid behov genom att använda gummi eller tejp eller applicera lim runt axeln där repet lindas. Repet roterar axeln och glider inte.
- Minska massan med hjälp av ljuspinnar för mobiens kroppsdelar. Minskning av massan minskar också friktionen på axelstöden.
Saker att veta
- Förhållande mellan hjul och axel: För avstånd, använd ett stort hjul och en liten axel. Föreställ dig bakhjulet på en cykel; Små växlar och stora hjul.
- Tröghet: Hur mycket kraft tar det att köra bilen? Lättare bilar kräver mindre kraft. Sänk fordonets massa för bästa avstånd..
- Energiutsläppshastighet: Om energi släpps långsamt, används ström mer effektivt och bilen kommer att gå vidare. Ett sätt att sakta ner denna frigöring är att förlänga spaken. Den längre armen rör sig längre och lämnar mer utrymme för reprullen runt axeln. Bilen kommer att röra sig längre, men långsammare.
- Friktion: Minimera friktionen på axeln genom att minimera kontaktytan. Konsoler av tunt stål används som exempel. Inledningsvis borras ett hål i träblocket som används för att hålla axeln. På grund av den större ytan använder bilen energi för att hantera friktion istället för att röra sig.
- dra: Detta är vad som kallas friktion när det används som en fördel. Friktionen bör maximeras där den behövs (där repet lindas runt axeln och där hjulet möter golvet). Glidande rep eller hjul kommer att slösa kraft.
Varning
- Det finns en gräns för mängden tillgänglig ström; dvs effekt per. Bilen som exemplifieras är redan ett exempel som uppnår nästan maximal effektivitet. Om spakarna var längre, eller hjulen var större, skulle “bilen inte röra sig alls!” I det här fallet kan den frigjorda effekten "roteras" genom att trycka antennen inåt (förkorta spaken).
- Musfällor är ganska farliga. Du kan bryta fingret. Be en vuxen om hjälp. Du kan bli skadad och du kan också bryta fällor!
- Var försiktig när du använder verktyg, hugger ved eller använder farliga material. Du bör alltid be en vuxen om hjälp när du arbetar.
