Innehåll

• Att gå
• Metod 1 av 3: Optimera hjulen
• Metod 2 av 3: Justera chassit
• Metod 3 av 3: Maximera effekten
• Tips
• Saker att tänka på
• Varningar

Så fysikläraren har gett dig i uppdrag att göra en bil av en "musfälla": skapa, designa och bygga ett litet fordon som drivs av en fjäderbelastad handling från en musfälla för att köra den så långt som möjligt. Om du vill bli bättre än de andra eleverna i din klass, måste du göra din bil så effektiv som möjligt så att du kan pressa varje tum ut ur din "bil". Med rätt tillvägagångssätt är det möjligt att effektivisera din bils design för maximal avstånd med endast vanliga hushållsmaterial. Du kanske också kan köpa ett kit av ett sådant fordon för att spara dig mycket arbete.

Att gå

Metod 1 av 3: Optimera hjulen

1. Använd större bakhjul. Stora hjul har större rotationströghet än små hjul. I praktiken betyder det att när de börjar rulla är de svårare att stoppa. Detta gör stora hjul perfekta för tävlingar där avståndet är viktigt - teoretiskt kommer de att accelerera mindre snabbt än mindre hjul, men de rullar mycket längre och täcker i allmänhet ett större avstånd. Så, för maximalt avstånd, gör hjulen som är fästa på drivaxeln (den där musfällan är fäst, vanligtvis den bakre) mycket stora.
   • Framhjulet är lite mindre viktigt - det kan vara stort eller litet. Välj stora bakhjul och mindre framhjul för att få ditt fordon att se ut som en klassisk dragracer.
2. Använd tunna, lätta hjul. Tunnare hjul betyder mindre friktion och kan rulla längre om avståndet är vad du vill eller behöver med ditt musfällfordon. Det är också viktigt att ta hänsyn till vikten på hjulen själva - all vikt som inte behövs kommer så småningom att sakta ner din bil eller leda till extra friktion. Dessutom är det värt att notera att breda hjul kan till och med ha en liten negativ effekt på bilens luftmotstånd. Av dessa skäl vill du använda de tunnaste, lättaste hjulen som finns tillgängliga för din bil.
   • Gamla CD-skivor eller DVD-skivor fungerar ganska bra för detta ändamål - de är stora, tunna och extremt lätta. I detta fall kan en bricka användas för att minska hålet i mitten av CD: n (för att få axeln att passa bättre).
   • Om du har tillgång till en gammal vinylskiva (för en skivspelare) fungerar de också mycket bra, även om de kan vara för tunga för de minsta musfällorna.
3. Använd en smal bakaxel. Förutsatt att det kommer att bli en bakhjulsdriven bil kommer bakhjulen att vridas varje gång du vrider på bakaxeln. Om din bakaxel är extremt liten, kan din musfälla kunna svänga flera gånger för samma replängd än om den var bredare. Detta innebär att du vrider bakhjulen oftare, vilket innebär ett större avstånd! Det är därför det är en förnuftig idé att göra din axel av det tunnaste materialet som finns tillgängligt och som fortfarande kan bära vikten på ramen och hjulen.
   • Smala träpluggar är ett bra, lätt tillgängligt val här. Om du har tillgång till tunna metallstänger är de ännu bättre - när de smörjs ger de vanligtvis mindre friktion.
4. Skapa dragkraft genom att räva upp hjulen. Om hjulen glider på marken när fällan stängs, slösas energi - musfällan snurrar hjulen, men du får inte extra avstånd. Om detta händer med din bil kan du lägga till råmaterial i bakhjulen för att förbättra dess dragkraft. För att hålla din vikt nere, använd bara så mycket som nödvändigt för att ge ändarna på hjulen lite grepp och inte mer. Några lämpliga material är:
   • Elektrisk tejp
   • Gummiband
   • Trasiga ballonger
   • Dessutom kan en bit sandpapper under bakhjulen vid startlinjen minska slirningen om bilen börjar röra sig (när det är mest troligt att det slirar).

Metod 2 av 3: Justera chassit

1. Bygg det lättaste chassit som möjligt. Framför allt bör din bil vara lätt. Ju mindre din bils massa är, desto bättre - varje gram eller milligram du kan raka av din bils chassi tar den lite längre. Försök inte använda extra material till chassit än vad som behövs för att hålla musfällan och hjulaxlarna på plats. Om du ser bortkastat utrymme, försök ta bort det eller, om det är omöjligt, slå hål i det med en borrmaskin för att minska vikten. Du behöver också lättast möjliga material för ditt chassi. Här är några exempel som kan vara lämpliga:
   • Balsaträ
   • Hårda plastplattor
   • Tunn, lätt metallplåt (tak i aluminium / tenn etc.)
   • Bygga leksaker (K’NEX, Lego, etc.)
2. Gör chassit långt och smalt. Helst bör bilen vara aerodynamisk - det vill säga den har så liten yta som möjligt i den riktning den ska färdas. Jämför detta med en pil, motorbåt, plan eller spjut - ett fordon konstruerat med maximal effektivitet i åtanke kommer nästan alltid att ha en lång, smal form för att minimera drag. För din musfälls bil betyder detta att ditt chassi måste vara smalt både horisontellt och vertikalt (även om det blir svårt att göra chassit smalare än själva musfällan).
   • Glöm inte att minimera drag genom att ge din bil den smalaste och minsta möjliga profil. Stå på marken och titta på din bil framifrån för att se delar av chassit som gör din bilprofil onödigt stor.
3. Använd lim istället för naglar när det är möjligt. När det är möjligt, försök att använda lim i din bils design snarare än spikar, stift eller andra tyngre material. Du behöver till exempel bara använda några små limprickar för att fästa din musfälla i chassit. I allmänhet håller limmet lika bra som naglarna, vilket kan lägga onödig vikt. Använd superlim, inte skollim, eftersom det senare inte håller så bra.
   • En annan fördel med lim är att det vanligtvis inte påverkar bilens luftmotstånd. Å andra sidan, om endera änden av en spik sticker ut ur ditt chassi, burk det har en liten effekt.
4. Tänk på ditt chassis strukturella integritet. Den enda begränsande faktorn när det gäller hur lätt och smal du kan göra din musfällas bilchassi är dess bräcklighet - om bilen är för lätt kan den bli så ömtålig att åtgärden att stänga råttfälla kan bryta bilen. Den känsliga balansen mellan att nå maximal avstånd och göra din bil instabil kan vara ganska knepigt att få rätt, men var modig att experimentera. Själva musfällan kommer troligen aldrig att gå sönder, så länge du har extra chassimaterial är du fri att göra misstag.
   • Om du använder ett extra ömtåligt material som balsaträ och kämpar för att hålla ihop ditt chassi, överväg att lägga till en liten remsa av ett kraftigare material (som metall eller plast) i botten av chassit. Detta ökar bilens strukturella hållfasthet och begränsar förändringen i luftmotstånd och vikt.

Metod 3 av 3: Maximera effekten

1. Ge din musfälla en lång "arm" för att öka hävstången. De flesta musfällbilar fungerar så här: musfällan är 'satt', ett rep som är knutet till armen på musfällan lindas försiktigt runt en av hjulaxlarna, och när fällan snäpps fast överför fällans svängande arm sin energi till axeln för att få hjulen att svänga. Eftersom kranen är ganska kort kan bilen dra för snabbt om bilen inte är noggrant konstruerad, vilket gör att hjulen glider och slösar bort energi. För en långsammare, mer stabil dragning, fäst en lång pinne i armen för att fungera som hävstång och bind sedan änden på strängen till den snarare än till armen själv.
   • Det är viktigt att du använder rätt material för din spak. Handtaget ska inte böjas alls under strängens spänning - det betyder att energi slösas bort. Många manualer rekommenderar robusta balsakonstruktioner eller balsa förstärkta med metall för fast men ändå lätt hävstång.
2. Placera fällan så långt fram som möjligt. Förutsatt att fällan driver bakhjulen, placera musfällan på chassit så långt fram som möjligt utan att vidröra framhjulen. Ju större avståndet mellan kranen och hjulen, desto bättre - mer avstånd betyder att du kan linda mer rep runt axeln för nät lite till långsam och stadig dragkraft.
3. Se till att det finns minimal friktion på de rörliga delarna. För maximalt avstånd vill du använda så mycket av din musfälla som möjligt. Detta innebär att minska friktion på ytor på din bil där punkter glider mot varandra. Använd ett milt smörjmedel som WD-40, symaskinolja eller liknande för att hålla kontaktpunkterna mellan de rörliga delarna i en bil väl oljade så att bilen "rör sig" så smidigt som möjligt.
   • Alla byggbeskrivningar för en musfälla indikerar att axeln är den främsta friktionskällan i ett sådant fordon. För att minimera friktionen på axeln, gnugga eller spruta lite smörjmedel på varje axel där det möter chassit och, om möjligt, arbeta in det i kontaktpunkten genom att skjuta hjulen fram och tillbaka.
4. Om du kan, använd den kraftfullaste musfälla som är möjlig. Vanligtvis måste alla elever använda samma musfälla för den här uppgiften, så att varje bil har samma kraft. Men om du inte har denna begränsning, använd den kraftfullaste musfällan du kan hitta! Större fällor som råttfällor ger mycket mer kraft än grundläggande musfällor, men de kräver också starkare strukturer och kan bryta bilen om de stängs, så du kan behöva förstärka och justera ditt chassi och / eller axlar.
   • Tänk på att råttfällor och andra stora gnagarfällor lätt kan bryta fingrarna, så hantera fällor som är på kanten, även om du är säker på att fällan är fäst vid din axel och inte kan snäppa fritt.

Tips

• Minska friktionen på axeln genom att minimera det område av stödet som kommer i kontakt med drivaxeln. Ett stöd för de tunna stålaxlarna har mindre friktion än ett hål som borras genom en stock.
• Minska chockerna genom att placera en bit svamp på osten. Detta förhindrar att bilen hoppar för mycket när spakarmen fälls ner.
• Axel- och upphängningsinriktning är avgörande för att minska friktionen och förbättra prestandan.
• Om du köper en tvättmaskin tar du med dig en CD och axeln till järnaffären. Detta ökar chansen att du får rätt storlek första gången.
• Du kan se många olika studentprojekt på webbplatsen "Mouse Trap Car Challenge".
• Öka friktionen genom att vaxa repet med ljusvax. Genom att vaxa det har repet ett bättre drag på axeln.
• Öka friktionen vid behov genom att använda ett gummiband eller tejp runt axeln där strängen lindas. Repet ska vrida axeln och inte glida.
• Minska massan genom att använda en enkel ljuspinne som kaross. Minskande massa minskar också friktionen vid axeljacken.
• Det är bra att se till att din axel inte svänger eller att den rör sig åt vänster och höger.
• Använd så lite massa som möjligt på bilen medan du fortfarande gör den tillräckligt stor för att röra dig.

Saker att tänka på

• Hjul / axel-förhållande: Använd stora hjul och en liten axel för avståndet. Tänk på bakhjulet på en cykel; en liten enhet och ett stort hjul.
• Tröghet: Hur mycket energi tar det för att starta din bil? En lättare bil behöver mindre. Minska massan på ditt fordon för det största avståndet.
• Frigörelse av energi: När energin släpps långsamt används kraften mer effektivt och bilen kommer att köra längre. Ett sätt att sakta ner denna frigöring är att förlänga spakarmen. En längre arm färdas längre och skapar mer rep runt axeln. Bilen fortsätter, men långsammare.
• Friktion: Minimera friktionen på axeln genom att minimera kontaktytan. I detta exempel används en tunn stålfäste. I början borrades ett hål genom en stock för att hålla askan. Detta utelämnades eftersom den ökade ytan gör att bilen kan använda energi för att övervinna friktionen istället för att gå framåt.
• Dragning: Detta är friktion som du använder till din fördel. Friktionen bör maximeras vid behov (där repet lindas runt axeln och där hjulen kommer i kontakt med golvet). Glidande rep eller hjul är lika med slösad energi.

Varningar

• Det finns en gräns för mängden tillgänglig energi: vårens kraft. Bilen på bilden är nära det maximala. Om hävarmen hade varit längre, eller om hjulen var större, skulle bilen göra det rör dig inte alls! I det här fallet kan energiutmatningen "avstämmas" genom att trycka lätt på antennerna (förkorta handtaget).
• Musfällor är farliga. Du kan bryta ett finger. Ha alltid en vuxen övervakning. Du kan skadas och fallet kan gå sönder!
• Var försiktig med verktyg, sågning av trä eller andra skadliga material. Se till att det finns alltid vuxenövervakning är när du arbetar med projektet.