Váš učiteľ prírodovedných predmetov dal vašej triede klasickú úlohu „auto pasca na myši“: vyrobiť, navrhnúť a postaviť malé vozidlo poháňané zacvaknutím pasce na myši, aby vaše auto cestovalo čo najďalej. Ak chcete vyjsť pred všetkými ostatnými študentmi vo vašej triede, budete musieť svoje auto maximálne zefektívniť, aby ste zo svojho „auta“vytlačili každý posledný centimeter. So správnym prístupom je možné zefektívniť dizajn vášho auta na maximálnu vzdialenosť iba pomocou bežných domácich materiálov. Môžete si tiež kúpiť súpravu do auta pre pasce na myši v každom remeselnom obchode a preskočiť otázku, či to bude fungovať.
Kroky
Metóda 1 z 3: Optimalizácia vašich kolies
Krok 1. Použite veľké zadné kolesá
Veľké kolesá majú väčšiu rotačnú zotrvačnosť ako malé kolesá. V praxi to znamená, že akonáhle sa začnú kotúľať, je ťažšie ich zastaviť. Vďaka tomu sú veľké kolesá ideálne na súťaže založené na vzdialenosti - teoreticky sa budú zrýchľovať pomalšie ako menšie kolesá, ale budú sa otáčať oveľa dlhšie a celkovo prejdú väčšiu vzdialenosť. Aby ste dosiahli maximálnu vzdialenosť, urobte kolesá na hnacej náprave (tej, ku ktorej je viazaná pasca na myši, ktorá je zvyčajne zadná) veľmi veľké.
Predné koleso je o niečo menej dôležité - môže byť veľké alebo malé. Aby ste vyzerali klasicky, budete chcieť veľké kolesá vzadu a menšie vpredu
Krok 2. Použite tenké, ľahké kolieska
Tenšie kolesá majú menšie trenie a môžu ísť ďalej, ak je vzdialenosť s pretekárom na myši pasca alebo požadovaná. Je tiež dôležité vziať do úvahy hmotnosť samotných kolies - každá nepotrebná hmotnosť v konečnom dôsledku spomalí vaše auto alebo povedie k zvýšenému treniu. Okrem toho stojí za zmienku, že široké kolesá môžu mať dokonca malý negatívny vplyv na odpor vozidla v dôsledku odporu vzduchu. Z týchto dôvodov budete chcieť použiť najtenšie a najľahšie kolesá, ktoré sú k dispozícii pre vaše auto.
- Staré disky CD alebo DVD na tento účel fungujú celkom dobre - sú veľké, tenké a extrémne ľahké. V tomto prípade môže byť na zmenšenie otvoru v strede disku CD použitá inštalatérska podložka (aby lepšie sadla na nápravu).
- Ak máte prístup k starému vinylu, tieto tiež fungujú veľmi dobre, aj keď môžu byť pre najmenšie pasce na myši príliš ťažké.
Krok 3. Použite úzku zadnú nápravu
Za predpokladu, že je vaše auto vozidlom s pohonom zadných kolies, zakaždým, keď sa otáča zadná náprava, zatočia sa zadné kolesá. Ak je vaša zadná náprava extrémne chudá, vaše auto na pasce na myši ju bude môcť otočiť viackrát na rovnakú dĺžku struny, ako keby bolo širšie. To znamená, že viackrát otáčate zadné kolesá, čo znamená väčšiu vzdialenosť! Z tohto dôvodu je múdre vyrobiť nápravu z najtenšieho dostupného materiálu, ktorý ešte dokáže uniesť hmotnosť rámu a kolies.
Úzke drevené hmoždinky sú tu skvelou a ľahko prístupnou voľbou. Ak máte prístup k tenkým kovovým tyčiam, sú tieto ešte lepšie - keď sú mazané, zvyčajne majú menšie trenie
Krok 4. Vytvorte trakciu tým, že dáte okrajom trenie kolies
Ak sa kolesá pri odpružení pasce skĺznu k zemi, energia je zbytočná - pasca na myši funguje tak, že sa kolesá otáčajú, ale nedostanete žiadnu extra vzdialenosť. Ak sa to stane s vašim autom, pridanie materiálu vyvolávajúceho trenie na zadné kolesá môže znížiť ich preklz. Aby boli vaše požiadavky na hmotnosť nízke, používajte iba toľko, koľko je potrebné, aby špičky kolies získali určitú priľnavosť a nie žiadne ďalšie. Niektoré vhodné materiály sú:
- Elektrická páska
- Gumičky
- Prasknutá balónková guma
- Navyše umiestnenie brúsneho papiera pod zadné kolesá na štartovaciu čiaru môže obmedziť sklz, keď sa auto začne pohybovať (keď je to najpravdepodobnejšie).
Metóda 2 z 3: Prispôsobenie rámu
Krok 1. Postavte čo najľahší rám
Vaše auto by malo byť predovšetkým ľahké. Čím menšia je hmotnosť vášho auta, tým lepšie - každý gram alebo miligram, ktorý môžete oholiť z rámu auta, je o niečo ďalej, že bude pasca na myši vaše auto tlačiť. Snažte sa nemať žiadny ďalší materiál rámu, ktorý je potrebný na to, aby pasca na myši a nápravy kolies zostali na svojom mieste. Ak na svojom ráme vidíte zbytočný priestor, skúste ho odstrániť, alebo ak to nie je možné, urobte do neho diery vŕtačkou, aby ste znížili jeho hmotnosť. Na rám budete tiež chcieť použiť čo najľahší materiál. Tu je len niekoľko vhodných:
- Balzové drevo
- Listy z tvrdého plastu
- Tenké, ľahké plechy (strešný materiál z hliníka/cínu atď.)
- Stavebné hračky (K'NEX, lego atď.)
Krok 2. Urobte rám dlhý a úzky
V ideálnom prípade by ste chceli, aby bolo vaše auto aerodynamicky tvarované - to znamená, aby predstavovalo najmenší možný povrch v smere, ktorým bude cestovať. Rovnako ako šíp, dlhý čln, lietadlo alebo oštep bude mať vozidlo, ktoré bolo navrhnuté s ohľadom na maximálnu účinnosť, takmer vždy dlhý a chudý tvar, ktorý minimalizuje odpor vzduchu. Na účely auta s pascou na myši to bude znamenať zúženie rámu (aj keď bude ťažké dostať rám užší ako samotná pasca na myši) a vertikálne tenký.
Nezabudnite, že aby ste minimalizovali odpor, snažíte sa svojmu autu dať čo najužší a najmenší profil. Skúste sa dostať na zem a pozerať sa na svoje auto spredu, aby ste spozorovali kusy rámu, ktoré robia profil vášho auta zbytočne veľkým
Krok 3. Všade, kde je to možné, použite namiesto nechtov lepidlo
Všade, kde môžete, skúste pri návrhu auta použiť lepidlo, nie klince, špendlíky alebo iné ťažšie riešenia. Na upevnenie pasce na myš na rám by napríklad napríklad malo stačiť použiť iba niekoľko malých škvŕn lepidla. Vo všeobecnosti bude lepidlo držať rovnako dobre ako klince, čo môže pridať zbytočnú váhu. Použite super lepidlo, nie školské lepidlo, ktoré nebude tak dobre držať.
Ďalšou výhodou lepidla je, že by zvyčajne nemalo ovplyvňovať odpor vzduchu vášho auta. Na druhej strane, ak vám niektorý koniec klinca trčí z rámu, môže to mať malý vplyv
Krok 4. Majte na pamäti štrukturálnu integritu vášho rámu
Jediným obmedzujúcim faktorom, pokiaľ ide o to, ako ľahký a vychudnutý môžete vytvoriť rám auta pasca na myši, je jeho krehkosť - ak je príliš ľahký, môže byť taký krehký, že odpruženie pasce na myši auto rozbije. Krehká rovnováha medzi dosiahnutím maximálnej vzdialenosti a nestabilitou vášho auta môže byť dosť zložité, aby ste sa dostali správne, ale nebojte sa experimentovať. Samotná pasca na myši sa pravdepodobne nikdy nerozbije, takže pokiaľ budete mať materiál rámu navyše, budete mať možnosť robiť chyby.
Ak používate extra krehký materiál, akým je balsové drevo, a len ťažko sa vám rám drží pokope, zvážte pridanie malého pásika odolnejšieho materiálu, ako je kov alebo plast, na spodnú stranu rámu. Tým sa zvýši konštrukčná pevnosť automobilu a zároveň sa minimalizuje zmena jeho odporu vzduchu a hmotnosti
Metóda 3 z 3: Maximalizácia vašej sily
Krok 1. Poskytnite svojej pasci dlhé „rameno“, aby ste zvýšili jej pákový efekt
Väčšina automobilov s pascou na myši funguje nasledovne: pasca na myši je „nastavená“, šnúra priviazaná k ramenu pasce na myši je starostlivo omotaná okolo jednej z náprav kolesa a keď je pasca odpružená, kyvné rameno pasce prenáša svoju energiu. na nápravu otáčať kolesá. Pretože je rameno pasce dosť krátke, môže auto v prípade, že nie je starostlivo skonštruované, ťahať za lanko príliš rýchlo, čo spôsobí skĺznutie kolies a stratu energie. Ak chcete pomalšie a stabilnejšie zatiahnutie, skúste k ramenu pripojiť dlhý stĺp, ktorý bude pôsobiť ako páka, a potom k nemu priviažte koniec šnúrky, lepšie ako k ramenu samotnému
Pre vašu páku je dôležité použiť správny materiál. Páčka by sa nemala pod napätím struny vôbec ohýbať - predstavuje to stratenú energiu. Mnoho sprievodcov odporúča robustné balzové konštrukcie alebo balzam vystužené kovom, aby poskytli robustnú, ale ľahkú páku
Krok 2. Umiestnite pascu čo najďalej dopredu
Za predpokladu, že vašou pascou bude otáčanie zadných kolies, budete chcieť, aby pasca na auto bola na ráme ďaleko dopredu, bez toho, aby ste sa dotkli predných kolies. Čím väčšia je vzdialenosť medzi lapačom a kolesami, tým lepšie - väčšia vzdialenosť znamená, že budete môcť navliecť viac šnúr okolo nápravy a získať tak trochu extra pomalého a stabilného ťahu.
Krok 3. Zaistite minimálne trenie svojich pohyblivých častí
Pre maximálnu vzdialenosť budete chcieť použiť čo najbližšie k 100% výkonu pasce na myši. To znamená zníženie trenia o povrchy vášho auta, kde sa body kĺžu proti sebe. Na zaistenie toho, aby boli styčné body pohybujúcich sa častí auta dobre namazané, použite jemné mazivo, ako napríklad WD-40, mazací tuk na auto alebo podobný výrobok, aby auto „jazdilo“čo najhladšie.
Mnoho sprievodcov pre stavbu pasca na myši identifikuje nápravu ako primárny zdroj trenia v automobile s pascou na myši. Aby ste minimalizovali trenie nápravy, potrite alebo nastriekajte na každú nápravu malé množstvo maziva, kde sa stretáva s rámom, potom ho podľa možnosti zapracujte do kontaktného bodu posúvaním kolies tam a späť
Krok 4. Ak to máte dovolené, použite čo najsilnejšiu pascu na myši
Pri zadávaní úloh automobilov do pasca na myši bude väčšina študentov musieť používať rovnakú veľkosť pasce na myši, aby návrhy automobilov každého auta mali rovnaké množstvo energie. Ak však toto obmedzenie nemáte, pokojne použite najsilnejšiu pascu na myši, akú nájdete! Väčšie pasce, ako napríklad pasce na krysy, poskytujú oveľa viac energie ako základné pasce na myši, ale vyžadujú si aj odolnejšie konštrukcie, alebo môžu odpružiť auto, takže budete možno musieť spevniť rám a/alebo nápravy.
Majte na pamäti, že pasce na krysy a iné veľké pasce na hlodavce môžu ľahko zlomiť prsty, preto s ozbrojenými pascami zaobchádzajte mimoriadne opatrne, aj keď ste si istí, že pasca je pripevnená až k vašej osi a nemalo by sa dať voľne zatvárať
Tipy
- Pokiaľ je výplet len omotaný okolo nápravy, auto sa môže sotva pohnúť. Pridanie väčšieho náboja disku môže zlepšiť ťažnú silu. Na niektorých obrázkoch je na osi gumová pneumatika, ktorá funguje ako „prevodový stupeň“a znižuje sklz struny.
- Použitím najdlhšej dostupnej páky vysuňte rameno pasce na myši čo najďalej. Špička prejde na väčšiu vzdialenosť, čo umožní odohrať viac ovinutí kolies. Na páku bola použitá anténa z pokazeného boom-boxu. Na páku bude fungovať čokoľvek dlhé, ľahké a nie príliš pružné.
- Znížte trenie o nápravu minimalizovaním povrchovej plochy podpery, ktorá je v kontakte s hnacou nápravou. podpera nápravy z tenkej ocele má menšie trenie ako otvor vyvŕtaný do dreveného bloku.
- Znížte šok tým, že ako simulovaný syr použijete trochu špongie. To zabráni autu tak veľmi poskakovať, keď rameno páky spadne.
- Vyrovnanie náprav a uložení je rozhodujúce pre zníženie trenia a zvýšenie výkonu.
- Znížte trenie aplikáciou Molykote® práškového maziva na báze disulfidu molybdénu na nápravy, kolesá a pružinu pasce na myši.
- Ak si kúpite podložku, zoberte si so sebou do železiarstva CD a nápravu. To vám môže pomôcť pri prvom použití správnej veľkosti.
- Na webovej stránke Mouse Trap Car Challenge môžete vidieť mnoho rôznych snáh študentov.
- Zvýšte trenie voskovaním povrázku sviečkovým voskom. Voskovaním má výplet lepší ťah na os.
- Zvýšte trenie tam, kde je to potrebné, pomocou gumovej pneumatiky alebo pásky okolo nápravy, kde je omotaná šnúra. Struna by mala otáčať nápravou a nekĺzať.
- Znížte hmotnosť pomocou ľahkej tyčinky na časť tela. Znížením hmotnosti sa zníži aj trenie o podpery náprav.
- Je užitočné zaistiť, aby vám náprava nehrbila, inak sa bude pohybovať vľavo a vpravo.
- Na auto použite čo najmenej hmoty a zároveň ho urobte dostatočne veľkým na pohyb.
Veci na zváženie
- Pomer kolies k nápravám: Na vzdialenosť použite veľké kolesá a malú nápravu. Myslite na zadné koleso bicykla; malý hnací prevod a veľké koleso.
- Zotrvačnosť: Koľko energie potrebuje naštartovanie auta? Ľahšie auto vyžaduje menej. Znížte hmotnosť vozidla na najlepšiu vzdialenosť.
- Rýchlosť uvoľnenia energie: Ak sa energia uvoľňuje pomaly, energia sa využije efektívnejšie a auto bude cestovať ďalej. Jedným zo spôsobov, ako spomaliť toto uvoľnenie, je predĺženie ramena páky. Dlhšie rameno prejde väčšiu vzdialenosť a umožní viac omotaní šnúr okolo nápravy. Auto pôjde ďaleko, ale pomalšie.
- Trenie: Minimalizujte trenie na náprave minimalizovaním kontaktnej plochy. V tomto prípade bol použitý tenký oceľový držiak. Na uchytenie nápravy najskôr slúžil otvor vyvŕtaný do dreveného bloku. Od toho sa upustilo, pretože väčšia povrchová plocha spôsobuje, že auto používa energiu na prekonanie trenia, a nie na cestu vpred.
- Trakcia: Tomu hovoríte trenie, ak je použité vo váš prospech. V prípade potreby by malo byť trenie maximalizované (kde sa výplet ovinie okolo nápravy a kde sa kolesá dotýkajú podlahy). Šmyknutie struny alebo kolies sa rovná plytvaniu energiou.
Varovania
- Pasce na myši sú nebezpečné. Mohli by ste si zlomiť prst. Používajte dohľad dospelých. Mohli by ste sa zraniť a môžete pascu rozdeliť!
- Množstvo dostupnej energie je obmedzené; sila pružiny. Zobrazené auto sa blíži k maximu. Ak by bolo rameno páky dlhšie alebo by boli kolesá väčšie, auto by sa nepohlo vôbec! V takom prípade je možné uvoľnenie energie „vyladiť“zatlačením niektorých antén (skráťte páčku).
- Buďte opatrní pri práci s nástrojmi, rezaním dreva alebo akýmikoľvek škodlivými materiálmi. Vždy by ste mali dospelý dohľad pri práci.
