Turinys

• Žengti
• 1 metodas iš 3: optimizuokite ratus
• 2 metodas iš 3: sureguliuokite važiuoklę
• 3 metodas iš 3: maksimaliai padidinkite galią
• Patarimai
• Į ką reikia atsižvelgti
• Įspėjimai

Taigi fizikos mokytojas pavedė jums pagaminti automobilį iš „pelės spąstų“: sukurti, suprojektuoti ir pastatyti nedidelę transporto priemonę, kurią varo spyruoklinis pelės spąstų veiksmas, kad ją nuvažiuotumėte kuo toliau. Jei norite būti geresni už kitus savo klasės mokinius, turite padaryti savo automobilį kuo efektyvesnį, kad galėtumėte išspausti kiekvieną savo „automobilio“ centimetrą. Taikant tinkamą požiūrį, galima supaprastinti savo automobilio dizainą maksimaliam atstumui naudojant tik įprastas buitines medžiagas. Taip pat galite nusipirkti tokios transporto priemonės rinkinį, kad sutaupytumėte daug pastangų.

Žengti

1 metodas iš 3: optimizuokite ratus

1. Naudokite didesnius galinius ratus. Didelių ratų sukimosi inercija yra didesnė nei mažų. Praktiškai tai reiškia, kad kai jie pradeda riedėti, juos sunkiau sustabdyti. Dėl to dideli ratai puikiai tinka varžyboms, kuriose įveiktas atstumas yra svarbus - teoriškai jie įsibėgės mažiau greitai nei mažesni ratai, tačiau jie riedės daug ilgiau ir paprastai įveiks didesnį atstumą. Taigi, norint maksimalaus atstumo, ratai, pritvirtinti prie kardaninio veleno (tas, kuriame pritvirtintas pelės spąstai, dažniausiai galinis), yra labai dideli.
   • Priekinis ratas yra šiek tiek mažiau svarbus - jis gali būti didelis ar mažas. Norėdami, kad jūsų transporto priemonė atrodytų kaip klasikinis „drag racing“ lenktynininkas, rinkitės didelius galinius ir mažesnius priekinius ratus.
2. Naudokite plonus, lengvus ratus. Plonesni ratai reiškia mažesnę trintį ir gali riedėti toliau, jei atstumas yra toks, kokio norite ar reikia naudodamiesi savo pele. Taip pat svarbu atsižvelgti į pačių ratų svorį - bet koks nereikalingas svoris ilgainiui sulėtins jūsų automobilį arba sukels papildomą trintį. Be to, verta paminėti, kad platūs ratai gali turėti net nedidelį neigiamą poveikį automobilio oro pasipriešinimui. Dėl šių priežasčių norėsite naudoti ploniausius ir lengviausius savo automobilio ratus.
   • Šiam tikslui gana gerai tinka seni ar kompaktiniai diskai - jie yra dideli, ploni ir itin lengvi. Tokiu atveju, norint sumažinti skylę CD centre (kad ašis geriau tilptų), galima naudoti poveržlę.
   • Jei turite prieigą prie senos vinilinės plokštelės (patefonui), jos taip pat veikia nepaprastai gerai, nors gali būti per sunkios mažiausiems pelių spąstams.
3. Naudokite siaurą galinę ašį. Darant prielaidą, kad tai bus galiniais ratais varomas automobilis, galiniai ratai pasisuks kiekvieną kartą pasukus galinę ašį. Jei jūsų galinė ašis yra labai maža, jūsų pelės spąstų automobilis galės pasukti daugiau kartų tuo pačiu virvės ilgiu, nei jei jis būtų platesnis. Tai reiškia, kad galiniai ratai pasukami dažniau, o tai reiškia didesnį atstumą! Štai kodėl protinga mintis pagaminti savo ašį iš ploniausios turimos medžiagos, kuri vis tiek gali išlaikyti rėmo ir ratų svorį.
   • Siauras medienos kaiščiai yra geras, lengvai prieinamas pasirinkimas čia. Jei turite prieigą prie plonų metalinių strypų, tai dar geriau - sutepę jie paprastai suteikia mažiau trinties.
4. Sukurkite sukibimą grubindami ratų kraštus. Jei uždarant spąstus ratai slysta ant žemės, tada eikvojama energija - pelės spąstai suka ratus, tačiau jūs negaunate papildomo atstumo. Jei taip nutiks jūsų automobiliui, pridėjus žaliavą prie galinių ratų, pagerės jo sukibimas. Kad jūsų svoris nebūtų mažesnis, naudokite tik tiek, kiek reikia, kad ratų galai sukibtų ir ne daugiau. Kai kurios tinkamos medžiagos yra:
   • Elektrinė juosta
   • Gumytės
   • Skaldyti balionai
   • Be to, švitrinio popieriaus gabalas po užpakaliniais ratais starto linijoje gali sumažinti slydimą, jei automobilis pradeda judėti (kai greičiausiai slysta).

2 metodas iš 3: sureguliuokite važiuoklę

1. Sukurkite kuo lengvesnę važiuoklę. Visų pirma, jūsų automobilis turėtų būti lengvas. Kuo mažesnė jūsų automobilio masė, tuo geriau - kiekvienas gramas ar miligramas, kurį galite nusiskusti nuo automobilio važiuoklės, paims jį šiek tiek toliau. Nesistenkite važiuoklei naudoti papildomos medžiagos, išskyrus tai, ko reikia norint išlaikyti jūsų pelės gaudyklę ir ratų ašis. Jei matote iššvaistytą vietą, pabandykite ją pašalinti arba, jei neįmanoma, išgręžkite skylutes jėga, kad sumažintumėte svorį. Jums taip pat reikia kuo lengvesnės važiuoklės medžiagos. Čia yra tik keli pavyzdžiai, kurie gali būti tinkami:
   • Balsa mediena
   • Kietos plastikinės plokštės
   • Ploni, lengvo metalo lakštai (aliuminio / skardos stogo dangos ir kt.)
   • Statybiniai žaislai („K’NEX“, „Lego“ ir kt.)
2. Padarykite važiuoklę ilgą ir siaurą. Idealiu atveju automobilis turėtų būti aerodinaminis - tai yra, jo važiavimo kryptimi turi kuo mažesnį plotą. Palyginkite tai su rodykle, greitaeigiu kateriu, lėktuvu ar ietimi - atsižvelgiant į maksimalų efektyvumą sukurta transporto priemonė beveik visada bus ilga, liekna, kad sumažintų pasipriešinimą. Kalbant apie jūsų automobilį, kuriame važiuojate pele, tai reikš, kad važiuoklė turi būti siaura tiek horizontaliai, tiek vertikaliai (nors bus sunku padaryti važiuoklę siauresne nei pati pelėkautuvas).
   • Nepamirškite sumažinti pasipriešinimo, suteikdami savo automobiliui kuo siauresnį ir mažesnį profilį. Atsistokite ant žemės ir pažvelkite į savo automobilį iš priekio, kad pamatytumėte važiuoklės gabalus, dėl kurių jūsų automobilio profilis yra be reikalo didelis.
3. Kai tik įmanoma, naudokite klijus, o ne nagus. Kai tik įmanoma, bandykite naudoti automobilio klijus, o ne nagus, kaiščius ar kitas sunkesnes medžiagas. Pavyzdžiui, norėdami pritvirtinti pelės gaudyklę prie važiuoklės, turite naudoti tik keletą mažų klijų taškelių. Apskritai, klijai laikosi taip pat gerai, kaip ir nagai, kurie gali pridėti nereikalingo svorio. Naudokite superklijus, o ne mokyklinius, nes pastarieji nelabai laikysis.
   • Kitas klijų privalumas yra tas, kad jie paprastai neturi įtakos jūsų automobilio oro pasipriešinimui. Kita vertus, jei kuris nors vinies galas kyšo iš jūsų važiuoklės, gali tai turi nedidelį poveikį.
4. Turėkite omenyje konstrukcinį važiuoklės vientisumą. Vienintelis ribojantis veiksnys kalbant apie tai, kaip lengva ir plona galite padaryti savo pelės spąstų automobilio važiuoklę, yra jo trapumas - jei automobilis bus per lengvas, jis gali tapti toks trapus, kad uždarius pelės spąstus, automobilis gali sulūžti. Subtili pusiausvyra tarp maksimalaus atstumo pasiekimo ir automobilio nestabilumo gali būti gana keblu teisingumui pasiekti, tačiau drąsiai eksperimentuokite. Pats pelės gaudyklė greičiausiai niekada nenutrūks, taigi, jei turite papildomos važiuoklės medžiagos, galite laisvai klysti.
   • Jei naudojate ypač trapią medžiagą, pvz., Balzos medieną, ir stengiatės kartu laikyti važiuoklę, apsvarstykite galimybę prie važiuoklės apačios pridėti mažą tvirtesnės medžiagos juostą (pvz., Metalą ar plastiką). Tai padidina automobilio konstrukcinį stiprumą ir riboja oro pasipriešinimo bei svorio pokyčius.

3 metodas iš 3: maksimaliai padidinkite galią

1. Duokite pelės spąstams ilgą „ranką“, kad padidintumėte svertą. Daugelis pelių spąstų automobilių veikia taip: pelės spąstai yra „nustatyti“, ant pelės gaudyklės rankos pririšta virvė atsargiai apvyniojama viena rato ašimi, o kai spąstai užsifiksuoja, svyruojanti spąstų rankena perduoda energiją ašis, kad ratai pasisuktų. Kadangi pusiaukelės ranka yra gana trumpa, jei automobilis nėra kruopščiai sukonstruotas, jis gali per greitai prisitraukti diržą, todėl ratai paslysta ir eikvojama energija. Norėdami lėtesnį ir stabilesnį traukimą, pritvirtinkite ilgą lazdą prie rankos, kad ji veiktų kaip svertas, tada virvelės galą pririškite prie jos, o ne prie pačios rankos.
   • Svarbu naudoti tinkamą svirties medžiagą. Tempiant virvelę rankena apskritai neturėtų sulenkti - tai reiškia, kad eikvojama energija. Daugelis vadovų rekomenduoja tvirtas balsa konstrukcijas arba balsa, sutvirtintas metalu, kad būtų tvirtas, tačiau lengvas svertas.
2. Pastatykite gaudyklę kuo toliau. Darant prielaidą, kad gaudyklė varo galinius ratus, pelės gaudyklę padėkite ant važiuoklės kuo toliau, neliesdami priekinių ratų. Kuo didesnis atstumas tarp pusiaukelės ir ratų, tuo geriau - didesnis atstumas reiškia, kad galite apvynioti daugiau virvės aplink tinklo ašį truputį daugiau lėta ir pastovi traukos jėga.
3. Įsitikinkite, kad judančių dalių trintis yra minimali. Norėdami pasiekti didžiausią atstumą, norite išnaudoti kuo daugiau pelės gaudyklės galios. Tai reiškia, kad reikia sumažinti trintis ant jūsų automobilio paviršių, kur taškai slysta vienas prieš kitą. Naudokite švelnų tepalą, pvz., WD-40, siuvimo mašinų alyvą ar panašų produktą, kad kontaktinės vietos tarp judančių automobilio dalių būtų gerai suteptos, kad automobilis „judėtų“ kuo sklandžiau.
   • Visi pelių gaudyklės automobilio aprašymai rodo, kad ašis yra pagrindinis tokios transporto priemonės trinties šaltinis. Norėdami sumažinti ašies trintį, patrinkite arba purškite šiek tiek tepalo kiekvienai ašiai, kur ji atitinka važiuoklę, ir, jei įmanoma, įstumkite ją į kontaktinį tašką, stumdami ratus pirmyn ir atgal.
4. Jei galite, naudokite pačius galingiausius pelės spąstus. Paprastai visi mokiniai šiai užduočiai turės naudoti tas pačias pelės gaudykles, kad kiekvienas automobilis turėtų tą pačią galią. Tačiau jei jūs neturite šio apribojimo, naudokite galingiausią pelės gaudyklę, kurią galite rasti! Didesni spąstai, tokie kaip žiurkių spąstai, suteikia daug daugiau energijos nei pagrindiniai pelių spąstai, tačiau jiems taip pat reikia tvirtesnių konstrukcijų ir jie gali sulaužyti automobilį, jei jie uždaromi, todėl gali tekti sustiprinti ir sureguliuoti važiuoklę ir (arba) ašis.
   • Turėkite omenyje, kad žiurkių gaudyklės ir kiti dideli graužikų spąstai gali lengvai sulaužyti jūsų pirštus, todėl tvarkykite spąstus, esančius ant krašto, net jei esate tikri, kad spąstai pritvirtinti prie koto ir negali laisvai užsifiksuoti.

Patarimai

• Sumažinkite veleno trintį, sumažindami atramos plotą, kuris liečia pavaros ašį. Plonų plieninių velenų atrama turi mažesnę trintį nei skylė, išgręžta per rąstą.
• Sumažinkite sukrėtimus uždėdami kempinės gabalėlį ant sūrio srities. Tai neleidžia automobiliui per daug šokinėti, kai svirties svirtis nusileidžia.
• Ašies ir pakabos išlyginimas yra labai svarbus norint sumažinti trintį ir pagerinti našumą.
• Jei perkate poveržlę, į technikos parduotuvę pasiimkite kompaktinį diską ir ašį. Tai padidina tikimybę, kad pirmą kartą gausite reikiamą dydį.
• „Pelės spąstų automobilio iššūkis“ svetainėje galite pamatyti daug įvairių studentų projektų.
• Padidinkite trintį vaškuodami virvę žvakių vašku. Ją vaškuojant, virvė geriau traukia veleną.
• Padidinkite trintį, jei reikia, naudodami guminę juostelę ar juostą aplink veleną, kur vyniojama virvelė. Virvė turi pasukti veleną ir neslysti.
• Sumažinkite masę naudodami paprastą šviesos lazdelę kaip kėbulą. Sumažinus masę, taip pat sumažėja trintis prie ašies kėliklių.
• Naudinga įsitikinti, ar ašis nesvyruoja, ar ji judės į kairę ir į dešinę.
• Naudokite kuo mažiau masės automobilyje, tuo pačiu padarydami pakankamai didelę, kad galėtumėte judėti.

Į ką reikia atsižvelgti

• Rato / ašies santykis: Atstumui naudokite didelius ratus ir mažą ašį. Pagalvokite apie galinį dviračio ratą; maža pavara ir didelis ratas.
• Lėtumas: Kiek energijos reikia norint užvesti automobilį? Lengvesniam automobiliui reikia mažiau. Didžiausią atstumą sumažinkite savo transporto priemonės masę.
• Energijos išlaisvinimas: Kai energija išsiskiria lėtai, energija naudojama efektyviau ir automobilis važiuos toliau. Vienas iš būdų sulėtinti šį atleidimą yra svirties peties pailginimas. Ilgesnė ranka nuvažiuoja didesnį atstumą ir aplink ašį sukuria daugiau virvės. Automobilis važiuoja toliau, bet lėčiau.
• Trintis: Sumažinkite trintį ant veleno, sumažindami kontakto plotą. Šiame pavyzdyje naudojamas plonas plieninis laikiklis. Pradžioje per rąstą buvo išgręžta skylė pelenams laikyti. Tai buvo praleista, nes padidėjęs paviršiaus plotas leidžia automobiliui naudoti energiją, kad įveiktų trintį, o ne judėtų į priekį.
• Trauka: Tai yra trintis, kurią naudojate savo naudai. Trintis turėtų būti maksimaliai padidinta, kai reikia (kai lynas apsisuka aplink ašį ir kur ratai liečiasi su grindimis). Slydimo virvės ar ratai prilygsta švaistomai energijai.

Įspėjimai

• Galimas energijos kiekis yra ribotas: spyruoklės jėga. Nuotraukoje pateiktas automobilis yra artimas maksimaliam. Jei svirties svirtis būtų buvusi ilgesnė arba ratai didesni, tada automobilis tai padarytų visai nejuda! Tokiu atveju energijos išvestį galima „sureguliuoti“ šiek tiek pastumiant antenas (sutrumpinant rankeną).
• Pelių spąstai yra pavojingi. Galėtum nulaužti pirštą. Visada leiskite suaugusiems prižiūrėti. Galite būti sužeisti, o kritimas gali sulūžti!
• Būkite atsargūs su įrankiais, pjaudami medieną ar bet kokias kenksmingas medžiagas. Įsitikinkite ten visada suaugusiųjų priežiūra yra tada, kai dirbate prie projekto.