Как приспособить мышеловку к расстоянию

Итак, ваш учитель естественных наук дал вашему классу классическое задание «машинка-мышеловка»: сделать, спроектировать и построить небольшое транспортное средство, приводимое в движение мышеловкой, чтобы ваша машина проехала как можно дальше. Если вы хотите опередить всех других учеников в своем классе, вам нужно сделать свою машину максимально эффективной, чтобы вы могли выжать из своей «машины» каждый сантиметр. При правильном подходе можно оптимизировать дизайн вашего автомобиля для максимального расстояния, используя только обычные материалы для дома. Вы также можете купить автомобильный комплект для мышеловки в любом магазине товаров для рукоделия и не думать, будет ли он работать.

Шаги

Метод один из 3: Оптимизация колес

1. один Используйте большие задние колеса. Большие колеса обладают большей инерцией вращения, чем маленькие колеса. На практике это означает, что когда они начинают катиться, их труднее прекратить катиться. Это делает большие колеса идеальными для соревнований на основе дистанции - теоретически они будут ускоряться медленнее, чем колеса меньшего размера, но они будут катиться намного дольше и в целом пройдут большее расстояние. Итак, для максимального расстояния сделайте колеса ведущей оси (та, к которой привязана мышеловка, обычно задняя) очень большими.
   • Переднее колесо немного менее важно - оно может быть большим или маленьким. Для классического образа драг-рейсера вам понадобятся большие колеса сзади и меньшие спереди.
2. 2 Используйте тонкие легкие колеса. Более тонкие колеса имеют меньшее трение и могут уйти дальше, если вам нужно или нужно расстояние, которое вам нужно с вашей мышеловкой. Также важно учитывать вес самих колес - любой ненужный вес в конечном итоге замедлит вашу машину или приведет к дополнительному трению. Кроме того, стоит отметить, что широкие колеса могут даже незначительно отрицательно сказаться на лобовом сопротивлении автомобиля из-за сопротивления воздуха. По этим причинам вы захотите использовать самые тонкие и легкие колеса, доступные для вашего автомобиля.
   • Для этой цели вполне подходят старые компакт-диски или DVD - они большие, тонкие и очень легкие. В этом случае можно использовать водопроводную шайбу, чтобы уменьшить размер отверстия в середине компакт-диска (чтобы лучше соответствовать оси).
   • Если у вас есть доступ к старому винилу, он также отлично подойдет, хотя он может быть слишком тяжелым для самых маленьких мышеловок.
3. 3 Используйте узкую заднюю ось. Предположим, что ваша машина заднеприводная: каждый раз, когда ваша задняя ось поворачивается, задние колеса поворачиваются. Если ваша задняя ось очень тонкая, ваша мышеловка сможет поворачивать ее больше раз при той же длине веревки, чем если бы она была шире. Это означает, что вы поворачиваете задние колеса больше раз, что означает большее расстояние! По этой причине будет разумной идеей сделать ось из самого тонкого материала, который может выдержать вес рамы и колес.
   • Узкие деревянные дюбели - отличный и легкодоступный выбор. Если у вас есть доступ к тонким металлическим стержням, они даже лучше - при смазке они обычно имеют меньшее трение.
4. 4 Создайте сцепление, придав краям трение колес. Если колеса скользят по земле, когда ловушка срабатывает, энергия тратится впустую - мышеловка заставляет колеса вращаться, но вы не получаете никакого дополнительного расстояния. Если это происходит с вашим автомобилем, добавление материала, вызывающего трение, на задние колеса может уменьшить их проскальзывание. Чтобы снизить требования к весу, используйте ровно столько, сколько необходимо, чтобы дать кончикам колес некоторое сцепление и ничего лишнего. Некоторые подходящие материалы:
   • Электроизоляционная лента
   • Резинки
   • Резиновый воздушный шар
   • Кроме того, подложив кусок наждачной бумаги под задние колеса на стартовой линии, можно уменьшить проскальзывание при трогании с места (когда это наиболее вероятно).
   Реклама

Метод 2 из 3: Настройка рамы

1. один Создайте максимально легкий каркас. Прежде всего, ваша машина должна быть легкой. Чем меньше масса вашего автомобиля, тем лучше - каждый грамм или миллиграмм, который вы можете сбрить с рамы автомобиля, немного дальше, чем ваша мышеловка сможет толкнуть вашу машину. Старайтесь не иметь лишнего материала рамы, кроме необходимого для удержания мышеловки и осей колес на месте. Если вы видите на раме лишнее пространство, попробуйте удалить ее или, если это невозможно, проделайте в ней отверстия дрелью, чтобы снизить ее вес. Вы также захотите использовать для своей оправы самый легкий материал. Вот лишь несколько подходящих:
   • Бальзовое дерево
   • Жесткие пластиковые листы
   • Тонкие, легкие металлические листы (алюминий / жестяная кровля и т. Д.)
   • Строительные игрушки (K'NEX, Legos и др.)
2. 2 Сделайте каркас длинным и узким. В идеале вы хотите, чтобы ваш автомобиль имел аэродинамическую форму - то есть, чтобы он имел минимально возможную площадь поверхности в том направлении, в котором он будет двигаться. Подобно стреле, баркасу, самолету или копью, транспортное средство, разработанное с учетом максимальной эффективности, почти всегда будет иметь длинную тонкую форму, чтобы минимизировать сопротивление воздуха. Для вашей машины-мышеловки это будет означать, что ваша рама будет как узкой (хотя будет трудно сделать вашу раму уже, чем сама мышеловка), так и вертикально тонкой.
   • Помните, чтобы минимизировать сопротивление, вы пытаетесь придать автомобилю максимально узкий и наименьший профиль. Попробуйте опуститься на землю и посмотреть на свою машину спереди, чтобы заметить части рамы, которые делают профиль вашего автомобиля излишне большим.
3. 3 По возможности используйте клей вместо гвоздей. По возможности старайтесь использовать клей в дизайне вашего автомобиля, а не гвозди, булавки или другие более тяжелые решения. Например, вам понадобится всего несколько небольших пятен клея, чтобы прикрепить мышеловку к раме. Как правило, клей держится так же хорошо, как и гвозди, что может добавить лишнего веса. Используйте суперклей, а не школьный, он не так хорошо держится.
   • Еще одно преимущество клея заключается в том, что он обычно не влияет на сопротивление воздуха в автомобиле. С другой стороны, если какой-либо конец гвоздя выходит из рамки, он мочь имеют незначительный эффект.
4. 4 Помните о структурной целостности вашей рамы. Единственный ограничивающий фактор, когда дело доходит до того, насколько легким и тонким можно сделать каркас машины-мышеловки, - это ее хрупкость - если она слишком легкая, она может стать настолько хрупкой, что действие подпрыгивания мышеловки разобьет машину на части. Достижение тонкого баланса между достижением максимальной дистанции и нестабильностью автомобиля может быть довольно непросто, но не бойтесь экспериментировать. Сама мышеловка вряд ли когда-нибудь сломается, поэтому, если у вас есть дополнительный материал для каркаса, вы можете свободно ошибаться.
   • Если вы используете очень хрупкий материал, такой как пробковое дерево, и вам сложно заставить раму держаться вместе, подумайте о добавлении небольшой полоски из более прочного материала, такого как металл или пластик, на нижней стороне рамы. Это увеличивает конструктивную прочность автомобиля, сводя к минимуму изменение его сопротивления воздуха и веса.
   Реклама

Метод 3 из 3: Максимизируйте вашу мощность

1. один Дайте ловушке длинную «руку», чтобы увеличить ее рычаг. Большинство машин-мышеловок работают следующим образом: мышеловка `` установлена ​​'', веревка, привязанная к рычагу мышеловки, осторожно оборачивается вокруг одной из осей колеса, и, когда ловушка срабатывает, качающийся рычаг ловушки передает свою энергию к оси, чтобы повернуть колеса. Поскольку рычаг ловушки довольно короткий, если автомобиль не был тщательно сконструирован, он может слишком быстро натянуть веревку, что приведет к проскальзыванию колес и потере энергии. Для более медленного и устойчивого натяжения попробуйте прикрепить к руке длинный шест, который будет действовать как рычаг, а затем привязать конец веревки к нему, лучше, чем к самой руке.
   • Для рычага важно использовать правильный материал. Рычаг вообще не должен гнуться под натяжением струны - это означает потерю энергии. Многие гиды рекомендуют прочные конструкции из бальзы или бальзы, армированной металлом, чтобы получить надежный, но легкий рычаг.
2. 2 Установите ловушку как можно дальше вперед. Предполагая, что ваша ловушка будет вращать задние колеса, вам нужно, чтобы мышеловка вашего автомобиля находилась далеко вперед на раме, как это может быть, не касаясь передних колес. Чем больше расстояние между ловушкой и колесами, тем лучше - большее расстояние означает, что вы сможете намотать больше веревки вокруг оси всего за немного сверхмедленное и устойчивое тяговое усилие.
3. 3 Обеспечьте минимальное трение о движущиеся части. Для максимального расстояния вы должны использовать как можно ближе к 100% мощности вашей мышеловки. Это означает сокращение трение на поверхностях вашего автомобиля, где точки скользят друг относительно друга. Используйте мягкую смазку, такую ​​как WD-40, автомобильную смазку или аналогичный продукт, чтобы поддерживать точки соприкосновения между движущимися частями автомобиля хорошо смазанными, чтобы автомобиль «двигался» как можно более плавно.
   • Многие руководства по сборке автомобилей-мышеловок определяют ось как основной источник трения в машине-мышеловке. Чтобы свести к минимуму трение оси, протрите или распылите немного смазки на каждую ось, где она встречается с рамой, затем, если возможно, нанесите смазку на точку контакта, сдвигая колеса вперед и назад.
4. 4 Если вам позволено, используйте самую мощную мышеловку. В большинстве случаев при выполнении заданий по машинке-мышеловке все ученики должны будут использовать мышеловку одинакового размера, чтобы у всех машин было одинаковое количество энергии. Однако, если у вас нет этого ограничения, смело используйте самую мощную мышеловку, какую только сможете найти! Большие ловушки, такие как ловушки для крыс, обеспечивают гораздо большую мощность, чем обычные мышеловки, но они также требуют более прочных конструкций, иначе они могут сломать автомобиль, когда они подпружинены, поэтому вам может потребоваться усиление рамы и / или осей для приспособления.
   • Имейте в виду, что ловушки для крыс и другие крупные ловушки для грызунов могут легко сломать пальцы, поэтому обращайтесь с вооруженными ловушками с особой осторожностью, даже если вы уверены, что ловушка установлена ​​на вашу ось и не должна закрываться свободно.
   Реклама

Вопросы и ответы сообщества

• Вопрос: Какую веревку я должен использовать в машине-мышеловке? Вы должны использовать что-то с хорошим сцеплением и небольшим трением. Например, пряжа - не лучший выбор, потому что она подвержена цеплянию и имеет большое трение. Лучше подойдут крепкая леска или даже зубная нить. Оба гладкие и тонкие, но при этом достаточно прочные, чтобы вращать колеса без щелчка.
• Вопрос: Если мне нужно продвинуться как можно дальше, разве я не должен уменьшить трение? Да, но необходимо некоторое трение, чтобы автомобиль двигался вперед вместо заноса на месте.
• Вопрос: Будет ли машина путешествовать дальше с большими или маленькими колесами? Автомобиль будет двигаться дальше с большими колесами и быстрее с меньшими.
• Вопрос: У моей машины должно быть толстое или худое тело? Гриффин Браун Тонкий, чтобы уменьшить трение воздуха. Но не слишком худой, иначе мышеловка может сломать вашу машину при трогании с места.
• Вопрос: Какой у моей машины длинный или короткий кузов? Лучше всего использовать длинный кузов, потому что он придает вес вашей машине, и она будет двигаться дальше и быстрее.
• Вопрос Какой должна быть длина и высота тела? Вы хотите, чтобы тело было длинным и узким. Не позволяйте ему быть высоким из-за аэродинамики.
• Вопрос: Нужны ли мне диски особой толщины? Он основан на том, что, по вашему мнению, работает лучше всего. Тонкие колеса увеличивают расстояние, а другие увеличивают тягу.
• Вопрос: Следует ли мне делать мою машину тяжелее или легче, чтобы она двигалась дальше? Он должен быть как можно более легким, но не слишком хрупким. Диски отлично работают как колеса, но они тонкие и могут сломаться, если приложить слишком много усилий. Деревянный каркас работает точно так же: он легкий, что хорошо, но он может сломаться, если будет слишком тонким.
• Вопрос: мне использовать три или четыре колеса? Кроме того, я использую пару старых компакт-дисков для задних колес, будет ли иметь значение, если я использую то же самое для передних колес / колес? Вероятно, лучше всего использовать 4 колеса. Компакт-диски - хороший выбор для обоих комплектов колес.
• Вопрос: Как заставить работать мышеловку? К руке должна быть прикреплена веревка, а другой конец веревки обернут вокруг задней оси (которая будет вращать ось, когда рука щелкнет вперед).