Obsah

• Na krok
• Metóda 1 z 3: Optimalizujte kolesá
• Metóda 2 z 3: Upravte podvozok
• Metóda 3 z 3: Maximalizácia napájania
• Tipy
• Čo je potrebné zvážiť
• Varovania

Učiteľ fyziky vás teda poveril, aby ste z „pasce na myši“ vyrobili auto: vytvorte, navrhnite a zostrojte malé vozidlo, ktoré je poháňané pružinovou činnosťou pasce na myši, aby ste s ním jazdili čo najďalej. Ak chcete byť lepší ako ostatní študenti vo vašej triede, musíte svoje auto vyrobiť čo najefektívnejšie, aby ste zo svojho „automobilu“ vytlačili každý centimeter. Pri správnom prístupe je možné zefektívniť dizajn vášho vozidla na maximálnu vzdialenosť len s použitím bežných domácich materiálov. Možno si budete môcť kúpiť aj sadu takýchto vozidiel, aby ste si ušetrili veľa úsilia.

Na krok

Metóda 1 z 3: Optimalizujte kolesá

1. Použite väčšie 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 pre súťaže, kde je dôležitá prejdená vzdialenosť - teoreticky budú akcelerovať menej rýchlo ako menšie kolesá, ale budú sa kotúľať oveľa dlhšie a spravidla prejdú väčšiu vzdialenosť. Pre maximálnu vzdialenosť teda urobte kolesá pripevnené k hnaciemu hriadeľu (tomu, na ktorom je pripevnená pasca na myši, zvyčajne zadnému) veľmi veľké.
   • Predné koleso je o niečo menej dôležité - môže byť veľké alebo malé. Aby vaše vozidlo vyzeralo ako klasický drag racer, rozhodnite sa pre veľké zadné kolesá a menšie predné kolesá.
2. Používajte tenké, ľahké kolieska. Tenšie kolesá znamenajú menšie trenie a môžu sa ďalej kotúľať, ak je vzdialenosť s vozidlom pasca na myši taká, akú chcete alebo potrebujete. Je tiež dôležité vziať do úvahy hmotnosť samotných kolies - akákoľvek hmotnosť, ktorá nie je potrebná, nakoniec spomalí vaše auto alebo povedie k zvýšeniu trenia. Okrem toho stojí za zmienku, že široké kolesá môžu mať aj malý negatívny vplyv na odpor vzduchu automobilu. Z týchto dôvodov budete chcieť použiť najtenšie a najľahšie kolesá, ktoré sú pre vaše auto k dispozícii.
   • Staré disky CD alebo DVD na tento účel celkom dobre fungujú - sú veľké, tenké a mimoriadne ľahké. V takom prípade je možné použiť podložku na zmenšenie otvoru v strede CD (pre lepšie uchytenie nápravy).
   • Ak máte prístup k starej vinylovej platni (pre gramofón), tieto tiež fungujú mimoriadne dobre, aj keď môžu byť príliš ťažké pre najmenšie pasce na myši.
3. Použite úzku zadnú nápravu. Za predpokladu, že to bude auto s pohonom zadných kolies, sa zadné kolesá budú točiť zakaždým, keď otočíte zadnú nápravu. Ak je vaša zadná náprava extrémne malá, bude vaše auto pasca na myši schopné pretočiť sa viackrát pri rovnakej dĺžke lana, ako keby bolo širšie. Znamená to častejšie otáčanie zadných kolies, čo znamená väčšiu vzdialenosť! Preto je rozumným nápadom vyrobiť svoju nápravu z najtenšieho dostupného materiálu, ktorý ešte dokáže uniesť váhu rámu a kolies.
   • Úzke drevené hmoždinky sú tu dobrou, ľahko dostupnou voľbou. Ak máte prístup k tenkým kovovým tyčiam, sú tieto ešte lepšie - keď sú mazané, zvyčajne poskytujú menšie trenie.
4. Vytvorte trakciu zdrsnením okrajov kolies. Ak kolesá skĺznu po zemi, keď sa lapač zatvorí, potom dôjde k plytvaniu energiou - pasca na myši točí kolesami, ale nedostanete ďalšiu vzdialenosť. Ak sa to vášmu autu stane, pridanie suroviny k zadným kolesám môže zlepšiť jeho trakciu. Aby ste udržali svoju váhu na nízkej úrovni, použite iba toľko, koľko je potrebné, aby ste koncom kolies poskytli určitú priľnavosť a nie viac. Niektoré vhodné materiály sú:
   • Elektrická páska
   • Gumičky
   • Rozbité balóniky
   • Kus brúsneho papiera pod zadnými kolesami na štartovacej čiare môže navyše znížiť šmyk, ak sa auto začne pohybovať (keď je šmyk najpravdepodobnejší).

Metóda 2 z 3: Upravte podvozok

1. Postavte čo najľahší podvozok. Vaše auto by malo byť predovšetkým ľahké. Čím menšia je hmotnosť vášho auta, tým lepšie - každý gram alebo miligram, ktorý si môžete oholiť pod podvozkom, ho posunie o kúsok ďalej. Nepokúšajte sa na podvozok použiť iný materiál, ako je nevyhnutný na udržanie pasce na myš a náprav na mieste. Ak uvidíte premrhané miesto, skúste ho odstrániť alebo ak to nie je možné, vyrazte do neho otvory pomocou elektrickej vŕtačky, aby ste znížili hmotnosť. Potrebujete tiež čo najľahší materiál pre váš podvozok. Tu je len niekoľko príkladov, ktoré môžu byť vhodné:
   • Balzové drevo
   • Dosky z tvrdého plastu
   • Tenké, ľahké plechy (hliníková / plechová krytina atď.)
   • Stavebné hračky (K’NEX, Lego atď.)
2. Vytvorte dlhý a úzky podvozok. V ideálnom prípade by malo byť auto aerodynamické - to znamená, že má čo najmenšiu plochu v smere, ktorým bude jazdiť. Porovnajte to so šípom, rýchlostným člnom, lietadlom alebo oštepom - vozidlo skonštruované s ohľadom na maximálnu účinnosť bude mať takmer vždy dlhý štíhly tvar, ktorý minimalizuje odpor. Pre účely vášho pasca na myši to bude znamenať, že váš podvozok musí byť zúžený horizontálne aj vertikálne (aj keď bude ťažké urobiť podvozok užší ako samotný pasca na myši).
   • Nezabudnite minimalizovať odpor tým, že svojmu autu poskytnete najužší a najmenší možný profil. Postavte sa na zem a pozerajte sa na svoje auto spredu, aby ste videli kúsky podvozku, ktoré zbytočne zväčšujú jeho profil.
3. Ak je to možné, použite namiesto nechtov lepidlo. Pokiaľ je to možné, skúste v dizajne svojho auta použiť skôr lepidlo ako nechty, špendlíky alebo iné ťažšie materiály. Napríklad na pripevnenie pasce na myš na podvozok musíte použiť iba niekoľko malých lepiacich bodiek. Všeobecne platí, že lepidlo drží rovnako dobre ako nechty, čo môže pridať zbytočnú váhu. Používajte superlepidlo, nie školské, pretože to nebude veľmi dobre držať.
   • Ďalšou výhodou lepidla je, že zvyčajne nemá vplyv na odpor vzduchu vášho automobilu. Na druhej strane, ak niektorý koniec nechtu trčí z vášho podvozku, môcť má to malý efekt.
4. Majte na pamäti štrukturálnu integritu vášho podvozku. Jediným obmedzujúcim faktorom, pokiaľ ide o to, ako ľahko a štíhle môžete vyrobiť podvozok vášho pasca na myši, je jeho krehkosť - ak je automobil príliš ľahký, môže byť taký krehký, že zatváranie pasce na myši ho môže zlomiť. Jemná rovnováha medzi dosiahnutím maximálnej vzdialenosti a nestabilitou vášho vozidla môže byť dosť zložité, aby ste dostali správne, ale odvážne experimentujte. Samotná pasca na myši sa pravdepodobne nikdy nerozbije, takže pokiaľ máte ďalší materiál podvozku, môžete robiť chyby.
   • Ak používate extra krehký materiál, ako je balzové drevo, a snažíte sa držať svoj podvozok pohromade, zvážte pridanie malého pruhu z pevnejšieho materiálu (napríklad kovu alebo plastu) na spodok podvozku. Zvyšuje sa tak konštrukčná pevnosť automobilu a obmedzuje sa zmena odporu vzduchu a hmotnosti.

Metóda 3 z 3: Maximalizácia napájania

1. Dajte svojej pasci na myši dlhé „rameno“, aby ste zvýšili vplyv. Väčšina automobilov pasce na myši funguje takto: pasca na myši je „nastavená“, lano priviazané k ramenu pasce na myši je starostlivo omotané okolo jednej z náprav kolies a keď sa pasca zaklapne, výkyvné rameno pasce odovzdá svoju energiu nápravu, aby sa kolesá zatočili. Pretože rameno halyarda je dosť krátke, ak nie je vozidlo starostlivo zostavené, môže príliš rýchlo zatiahnuť za pás, čo spôsobí pošmyknutie kolies a stratu energie. Pre pomalšie a stabilnejšie zatiahnutie pripevnite k paži dlhú palicu, ktorá bude pôsobiť ako páka, a potom koniec šnúrky priviažte k nej, a nie k paži samotnej.
   • Je dôležité použiť správny materiál pre svoju páku. Rukoväť by sa pod napätím špagátu nemala vôbec ohýbať - to znamená, že sa zbytočne míňa energia. Mnoho manuálov odporúča pevné balzové konštrukcie alebo balzu vystuženú kovom pre pevný, ale ľahký pákový efekt.
2. Umiestnite pascu čo najviac dopredu. Za predpokladu, že lapač poháňa zadné kolesá, umiestnite lapač myši na podvozok čo najviac dopredu bez toho, aby ste sa dotkli predných kolies. Čím väčšia je vzdialenosť medzi ťažným lanom a kolesami, tým lepšia - väčšia vzdialenosť znamená, že môžete okolo lana omotať viac lán trochu viac pomalá a stabilná ťažná sila.
3. Uistite sa, že je pohyblivé časti minimálne trenie. Pre maximálnu vzdialenosť chcete využiť čo najviac sily zo svojej pasce na myš. To znamená zníženie trenie na povrchoch vášho auta, kde body kĺžu proti sebe. Na udržanie dobrého mazania kontaktných miest medzi pohyblivými časťami automobilu používajte jemné mazivo, napríklad WD-40, olej do šijacích strojov alebo podobný výrobok, aby sa „pohyboval“ čo najplynulejšie.
   • Všetky popisy budov pre pasce na myši naznačujú, že náprava je primárnym zdrojom trenia v takomto vozidle. Aby ste minimalizovali trenie na náprave, trite alebo nastriekajte trochu mazadla na každú nápravu, kde sa dotýka podvozku, a pokiaľ je to možné, zapracujte ju do kontaktného bodu posunutím kolies dozadu a dopredu.
4. Ak môžete, použite čo najsilnejšiu pascu na myš. Zvyčajne musia všetci študenti pri tejto úlohe používať rovnakú pascu na myš, aby malo každé auto rovnaký výkon. Ak však nemáte toto obmedzenie, použite najsilnejšiu pascu na myši, ktorú nájdete! Väčšie pasce, ako sú pasce na potkany, poskytujú oveľa viac energie ako základné pasce na myši, ale tiež vyžadujú pevnejšie konštrukcie a pri zatváraní môžu zlomiť auto, takže možno budete musieť zosilniť a upraviť podvozok a / alebo nápravy.
   • Majte na pamäti, že pasce na potkany a iné veľké pasce na hlodavce vám môžu ľahko zlomiť prsty, preto s pascami manipulujte okrajovo, aj keď ste si istí, že je pasca pripevnená k vášmu hriadeľu a nemôže sa voľne zatvárať.

Tipy

• Znížte trenie o hriadeľ minimalizovaním oblasti podpery, ktorá sa dotýka hnacieho hriadeľa. Podpera pre tenké oceľové hriadele má menšie trenie ako otvor vyvŕtaný do guľatiny.
• Zmiernite otrasy položením kúska špongie na plochu syra. To zabráni tomu, aby auto pri sklopení ramena páky príliš skákalo.
• Vyrovnanie nápravy a zavesenia je rozhodujúce pre zníženie trenia a zlepšenie výkonu.
• Ak si kúpite podložku, vezmite si so sebou do železiarstva disk CD a nápravu. Zvyšuje sa šanca, že získate správnu veľkosť prvýkrát.
• Mnoho rôznych študentských projektov si môžete pozrieť na webovej stránke „Mouse Trap Car Challenge“.
• Zvýšte trenie voskovaním lana voskom na sviečky. Jeho voskovaním má lano lepšiu príťažlivosť za driek.
• Podľa potreby zvýšte trenie pomocou gumičky alebo pásky okolo hriadeľa, kde je povrázok navinutý. Lano by malo otáčať hriadeľom a nemalo by sa šmýkať.
• Znížte hmotnosť pomocou ľahkej tyčinky ako karosérie. Redukcia hmotnosti tiež znižuje trenie pri zdvihákoch náprav.
• Je užitočné ubezpečiť sa, že sa vaša náprava nekýve alebo sa bude pohybovať doľava a doprava.
• Použite na auto čo najmenšiu hmotu a pritom ho urobte dostatočne veľkým na to, aby sa dalo pohnúť.

Čo je potrebné zvážiť

• Pomer kolies a náprav: Na vzdialenosť používajte veľké kolesá a malú nápravu. Myslite na zadné koleso bicykla; malý pohon a veľké koleso.
• Pomalosť: Koľko energie je potrebné na naštartovanie vášho auta? Ľahšie auto potrebuje menej. Znížte hmotnosť svojho vozidla na najväčšiu vzdialenosť.
• Uvoľnenie energie: Ak sa energia uvoľňuje pomaly, energia sa využíva efektívnejšie a auto bude jazdiť ďalej. Jedným zo spôsobov, ako spomaliť toto uvoľnenie, je predĺžiť rameno páky. Dlhšie rameno prejde väčšiu vzdialenosť a vytvorí viac lana okolo nápravy. Auto pokračuje, ale pomalšie.
• Trenie: Minimalizujte trenie na hriadeli minimalizovaním kontaktnej plochy. V tomto príklade sa používa tenká oceľová konzola. Na začiatku bola cez guľatinu vyvŕtaná diera, ktorá držala popol. Toto sa vynechalo, pretože zväčšený povrch umožňuje vozidlu namiesto pohybu vpred použiť energiu na prekonanie trenia.
• Pohon: Toto je trenie, ktoré využijete vo svoj prospech. Ak je to potrebné, trenie by malo byť maximalizované (kde sa lano obtočí okolo nápravy a kde kolesá prichádzajú do styku s podlahou). Šmykľavé laná alebo kolesá sa rovnajú zbytočnej energii.

Varovania

• Existuje dostupné množstvo energie: sila pružiny. Zobrazené auto sa blíži k maximu. Keby bolo rameno páky dlhšie alebo keby boli kolesá väčšie, potom by to urobilo auto vôbec sa nehýb! V takom prípade je možné energetický výstup „vyladiť“ miernym zatlačením antén (skrátením rukoväte).
• Pasce na myši sú nebezpečné. Mohli by ste si zlomiť prst. Vždy dohliadajte na dospelú osobu. Mohli by ste sa zraniť a pád by sa mohol zlomiť!
• Buďte opatrní pri používaní nástrojov, pílení dreva alebo akýchkoľvek škodlivých materiálov. Určite tam vždy dohľad dospelých je, keď pracujete na projekte.