เนื้อหา

• ที่จะก้าว
• วิธีที่ 1 จาก 3: ปรับล้อให้เหมาะสม
• วิธีที่ 2 จาก 3: ปรับแชสซี
• วิธีที่ 3 จาก 3: เพิ่มพลังให้สูงสุด
• เคล็ดลับ
• สิ่งที่ต้องพิจารณา
• คำเตือน

ดังนั้นครูสอนฟิสิกส์จึงมอบหมายให้คุณสร้างรถจาก "กับดักหนู": สร้างออกแบบและสร้างยานพาหนะขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนโดยการทำงานของกับดักแบบสปริงโหลดเพื่อขับไปให้ไกลที่สุด หากคุณต้องการเก่งกว่านักเรียนคนอื่น ๆ ในชั้นเรียนคุณต้องทำให้รถของคุณมีประสิทธิภาพมากที่สุดเพื่อที่คุณจะสามารถบีบทุกนิ้วออกจาก "รถ" ของคุณได้ ด้วยแนวทางที่ถูกต้องคุณสามารถปรับปรุงการออกแบบรถของคุณให้มีระยะทางสูงสุดโดยใช้วัสดุในครัวเรือนทั่วไปเท่านั้น คุณอาจสามารถซื้อชุดยานพาหนะดังกล่าวเพื่อช่วยตัวเองได้มาก

ที่จะก้าว

วิธีที่ 1 จาก 3: ปรับล้อให้เหมาะสม

1. ใช้ล้อหลังที่ใหญ่ขึ้น ล้อขนาดใหญ่มีความเฉื่อยในการหมุนมากกว่าล้อขนาดเล็ก ในทางปฏิบัติหมายความว่าเมื่อพวกเขาเริ่มหมุนแล้วพวกเขาจะหยุดได้ยากขึ้น ทำให้ล้อขนาดใหญ่สมบูรณ์แบบสำหรับการแข่งขันที่ระยะทางครอบคลุมเป็นสิ่งสำคัญในทางทฤษฎีพวกเขาจะเร่งความเร็วน้อยกว่าล้อขนาดเล็ก แต่จะหมุนได้นานกว่ามากและโดยทั่วไปจะครอบคลุมระยะทางมากกว่า ดังนั้นสำหรับระยะทางสูงสุดให้ล้อที่ติดกับเพลาขับ (ล้อที่ติดกับดักหนูมักจะอยู่ด้านหลัง) ให้ใหญ่มาก
   • ล้อหน้ามีความสำคัญน้อยกว่าเล็กน้อย - อาจใหญ่หรือเล็กก็ได้ เพื่อให้รถของคุณดูเหมือนนักแข่งรถแบบคลาสสิกให้เลือกใช้ล้อหลังขนาดใหญ่และล้อหน้าขนาดเล็ก
2. ใช้ล้อที่บางและเบา ล้อที่บางกว่าหมายถึงแรงเสียดทานน้อยลงและสามารถหมุนได้ไกลขึ้นหากระยะทางเป็นสิ่งที่คุณต้องการหรือจำเป็นกับรถดักหนูของคุณ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาน้ำหนักของล้อด้วยเช่นกันน้ำหนักใด ๆ ที่ไม่จำเป็นจะทำให้รถของคุณช้าลงหรือทำให้เกิดแรงเสียดทานมากขึ้นในที่สุด นอกจากนี้เป็นที่น่าสังเกตว่าล้อที่กว้างอาจส่งผลเสียต่อแรงต้านอากาศของรถได้เล็กน้อย ด้วยเหตุผลเหล่านี้คุณจะต้องใช้ล้อที่บางและเบาที่สุดสำหรับรถของคุณ
   • ซีดีหรือดีวีดีเก่าทำงานได้ดีสำหรับจุดประสงค์นี้ - มีขนาดใหญ่บางและเบามาก ในกรณีนี้สามารถใช้แหวนรองเพื่อลดรูตรงกลางแผ่นซีดีได้ (เพื่อให้พอดีกับแกนได้ดีขึ้น)
   • หากคุณสามารถเข้าถึงแผ่นเสียงไวนิลเก่า (สำหรับแผ่นเสียง) สิ่งเหล่านี้ก็ใช้ได้ดีเช่นกันแม้ว่าอาจจะหนักเกินไปสำหรับกับดักเมาส์ที่เล็กที่สุด
3. ใช้เพลาหลังที่แคบ สมมติว่าเป็นรถขับเคลื่อนล้อหลังล้อหลังจะหมุนทุกครั้งที่คุณหมุนเพลาหลัง หากเพลาล้อหลังของคุณมีขนาดเล็กมากรถดักหนูของคุณจะสามารถหมุนเชือกได้นานกว่าเดิมหลายเท่ากว่าถ้ากว้างกว่า แปลว่าเปลี่ยนล้อหลังบ่อยขึ้นซึ่งหมายถึงระยะทางที่มากขึ้น! นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นความคิดที่สมเหตุสมผลที่จะทำเพลาของคุณจากวัสดุที่บางที่สุดที่มีอยู่และยังสามารถรองรับน้ำหนักของเฟรมและล้อได้
   • เดือยไม้แคบเป็นทางเลือกที่ดีและหาได้ง่ายที่นี่ หากคุณสามารถเข้าถึงแท่งโลหะบางได้สิ่งเหล่านี้จะดียิ่งขึ้น - เมื่อหล่อลื่นพวกมันมักจะให้แรงเสียดทานน้อยกว่า
4. สร้างแรงฉุดโดยการทำให้ขอบล้อหยาบขึ้น หากล้อไถลไปกับพื้นเมื่อกับดักปิดลงพลังงานก็จะสูญเปล่า - กับดักหนูจะหมุนล้อ แต่คุณจะไม่ได้ระยะทางเพิ่ม หากสิ่งนี้เกิดขึ้นกับรถของคุณการเพิ่มวัตถุดิบลงในล้อหลังจะช่วยเพิ่มการยึดเกาะได้ เพื่อให้น้ำหนักของคุณลดลงให้ใช้เท่าที่จำเป็นเพื่อให้ส่วนปลายของล้อบางส่วนยึดเกาะและไม่ให้มากขึ้น วัสดุที่เหมาะสม ได้แก่ :
   • เทปไฟฟ้า
   • แถบยาง
   • ลูกโป่งแตก
   • นอกจากนี้กระดาษทรายใต้ล้อหลังที่เส้นสตาร์ทสามารถลดการลื่นไถลได้หากรถเริ่มเคลื่อนตัว (เมื่อมีการลื่นไถลมากที่สุด)

วิธีที่ 2 จาก 3: ปรับแชสซี

1. สร้างแชสซีที่เบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เหนือสิ่งอื่นใดรถของคุณควรมีน้ำหนักเบา ยิ่งรถของคุณมีมวลน้อยเท่าไหร่ก็ยิ่งดี - ทุกๆกรัมหรือมิลลิกรัมที่คุณสามารถโกนออกจากแชสซีรถของคุณได้ก็จะยิ่งเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย อย่าพยายามใช้วัสดุพิเศษสำหรับโครงเครื่องอื่นนอกเหนือจากสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้กับดักหนูและเพลาล้อเข้าที่ หากคุณเห็นว่ามีพื้นที่ว่างเปล่าให้ลองถอดออกหรือถ้าเป็นไปไม่ได้ให้เจาะรูด้วยสว่านไฟฟ้าเพื่อลดน้ำหนัก คุณยังต้องการวัสดุที่เบาที่สุดสำหรับแชสซีของคุณ นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนที่อาจเหมาะสม:
   • ไม้ Balsa
   • แผ่นพลาสติกแข็ง
   • แผ่นโลหะเบาบาง (หลังคาอลูมิเนียม / ดีบุก ฯลฯ )
   • การสร้างของเล่น (K’NEX, เลโก้ ฯลฯ )
2. ทำให้แชสซียาวและแคบ ตามหลักการแล้วรถควรเป็นไปตามหลักอากาศพลศาสตร์นั่นคือมีพื้นที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในทิศทางที่จะเดินทาง เปรียบเทียบสิ่งนี้กับลูกศรเรือเร็วเครื่องบินหรือหอก - ยานพาหนะที่ออกแบบโดยคำนึงถึงประสิทธิภาพสูงสุดมักจะมีรูปทรงที่ยาวและเพรียวเพื่อลดแรงลากให้น้อยที่สุด สำหรับวัตถุประสงค์ของรถดักหนูนั่นหมายความว่าแชสซีของคุณต้องแคบทั้งแนวนอนและแนวตั้ง (แม้ว่าจะเป็นการยากที่จะทำให้แชสซีแคบกว่ากับดักหนูก็ตาม)
   • อย่าลืมลดการลากโดยให้รถของคุณมีโปรไฟล์ที่แคบและเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ยืนบนพื้นและมองไปที่รถของคุณจากด้านหน้าเพื่อดูชิ้นส่วนของแชสซีที่ทำให้โปรไฟล์รถของคุณมีขนาดใหญ่โดยไม่จำเป็น
3. ใช้กาวแทนตะปูทุกครั้งที่ทำได้ เมื่อเป็นไปได้ให้พยายามใช้กาวในการออกแบบรถแทนตะปูหมุดหรือวัสดุอื่น ๆ ที่หนักกว่า ตัวอย่างเช่นคุณต้องใช้กาวจุดเล็ก ๆ สองสามจุดเพื่อติดกับดักหนูเข้ากับโครงเครื่อง โดยทั่วไปกาวจะยึดเกาะได้เช่นเดียวกับตะปูซึ่งอาจเพิ่มน้ำหนักโดยไม่จำเป็น ใช้กาวพิเศษไม่ใช่กาวโรงเรียนเพราะอย่างหลังจะยึดเกาะได้ไม่ดีนัก
   • ข้อดีอีกอย่างของกาวคือมักจะไม่ส่งผลต่อความต้านทานอากาศของรถของคุณ ในทางกลับกันหากปลายตะปูทั้งสองข้างยื่นออกมาจากโครงเครื่องของคุณ สามารถ มันมีผลเล็กน้อย
4. คำนึงถึงความสมบูรณ์ของโครงสร้างแชสซีของคุณ ปัจจัยที่ จำกัด เพียงอย่างเดียวในเรื่องความเบาและความบางที่คุณสามารถทำให้โครงรถกับดักหนูของคุณมีความเปราะบาง - หากรถมีน้ำหนักเบาเกินไปรถจะเปราะบางมากจนการปิดกับดักหนูอาจทำให้รถพังได้ ความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างการเข้าถึงระยะทางสูงสุดและการทำให้รถของคุณไม่เสถียรอาจเป็นเรื่องยากที่จะขับให้ถูกต้อง แต่จงกล้าที่จะทดลอง กับดักหนูมักจะไม่มีวันแตกตราบใดที่คุณมีวัสดุตัวถังพิเศษคุณก็มีอิสระที่จะทำผิดพลาด
   • หากคุณกำลังใช้วัสดุที่เปราะบางเป็นพิเศษเช่นไม้บัลซ่าและกำลังดิ้นรนเพื่อยึดตัวเครื่องของคุณเข้าด้วยกันให้พิจารณาเพิ่มแถบเล็ก ๆ ของวัสดุที่แข็งแรงกว่า (เช่นโลหะหรือพลาสติก) ที่ด้านล่างของโครงเครื่อง สิ่งนี้จะเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของรถและ จำกัด การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานอากาศและน้ำหนัก

วิธีที่ 3 จาก 3: เพิ่มพลังให้สูงสุด

1. ให้ "แขน" ยาวกับดักกับดักหนูเพื่อเพิ่มแรงงัด รถดักหนูส่วนใหญ่ทำงานในลักษณะนี้: กับดักหนูเป็นแบบ 'ตั้ง' เชือกที่ผูกกับแขนของกับดักจะพันรอบเพลาล้อข้างใดข้างหนึ่งอย่างระมัดระวังและเมื่อกับดักปิดลงแขนที่แกว่งของกับดักจะถ่ายโอนพลังงานไปยัง เพลาเพื่อให้ล้อหมุน เนื่องจากแขนของฮายาร์ดนั้นค่อนข้างสั้นหากสร้างรถอย่างไม่ระมัดระวังก็สามารถดึงสายพานเร็วเกินไปทำให้ล้อลื่นไถลและสิ้นเปลืองพลังงาน สำหรับการดึงที่ช้าลงและมั่นคงยิ่งขึ้นให้ติดไม้ยาวเข้ากับแขนเพื่อใช้เป็นแรงดึงจากนั้นผูกปลายเชือกเข้ากับมันแทนที่จะผูกติดกับแขน
   • สิ่งสำคัญคือต้องใช้วัสดุที่ถูกต้องสำหรับคันโยกของคุณ ที่จับไม่ควรงอเลยภายใต้ความตึงของสายซึ่งหมายความว่าพลังงานจะสูญเปล่า คู่มือหลายฉบับแนะนำให้ใช้โครงสร้างบัลซ่าที่แข็งแรงหรือบัลซ่าเสริมด้วยโลหะเพื่อการงัดที่มั่นคง แต่เบา
2. วางกับดักให้ไกลที่สุด สมมติว่ากับดักกำลังขับเคลื่อนล้อหลังให้วางกับดักหนูบนโครงเครื่องไปข้างหน้าให้มากที่สุดโดยไม่ต้องสัมผัสล้อหน้า ยิ่งระยะห่างระหว่างล้อเลื่อนและล้อมากเท่าไหร่ก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น - ระยะทางที่มากขึ้นหมายความว่าคุณสามารถพันเชือกรอบแกนสำหรับตาข่ายได้มากขึ้น อีกเล็กน้อย กำลังดึงช้าและมั่นคง
3. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีแรงเสียดทานน้อยที่สุดกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เพื่อให้ได้ระยะทางสูงสุดคุณต้องการใช้พลังของกับดักหนูให้มากที่สุด ซึ่งหมายถึงการลดไฟล์ แรงเสียดทาน บนพื้นผิวรถของคุณที่จุดต่างๆเลื่อนมาชนกัน ใช้น้ำมันหล่อลื่นชนิดอ่อนเช่น WD-40 น้ำมันจักรเย็บผ้าหรือผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกันเพื่อรักษาจุดสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของรถที่ทาน้ำมันไว้อย่างดีเพื่อให้รถ "เคลื่อนที่" ได้อย่างราบรื่นที่สุด
   • คำอธิบายอาคารทั้งหมดสำหรับรถดักหนูระบุว่าเพลาเป็นสาเหตุหลักของแรงเสียดทานในรถประเภทนี้ เพื่อลดแรงเสียดทานบนเพลาให้ถูหรือฉีดน้ำมันหล่อลื่นเล็กน้อยบนแต่ละเพลาที่ตรงกับโครงเครื่องและถ้าเป็นไปได้ให้นำไปใส่ในจุดสัมผัสโดยการเลื่อนล้อไปมา
4. ถ้าทำได้ให้ใช้กับดักหนูที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยปกติแล้วนักเรียนทุกคนจะต้องใช้กับดักหนูตัวเดียวกันสำหรับงานนี้เพื่อให้รถแต่ละคันมีกำลังเท่ากัน อย่างไรก็ตามหากคุณไม่มีข้อ จำกัด นี้ให้ใช้กับดักที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่จะหาได้! กับดักที่มีขนาดใหญ่กว่าเช่นกับดักหนูจะให้พลังงานมากกว่ากับดักหนูทั่วไป แต่ยังต้องใช้โครงสร้างที่แข็งแรงกว่าและอาจทำให้รถพังได้หากปิดดังนั้นคุณอาจต้องเสริมกำลังและปรับแชสซีและ / หรือเพลาของคุณ
   • โปรดทราบว่ากับดักหนูและกับดักสัตว์ฟันแทะขนาดใหญ่อื่น ๆ สามารถหักนิ้วของคุณได้ง่ายดังนั้นควรจัดการกับดักที่อยู่ชิดขอบแม้ว่าคุณจะแน่ใจว่ากับดักนั้นติดอยู่กับเพลาของคุณและไม่สามารถปิดได้อย่างอิสระ

เคล็ดลับ

• ลดแรงเสียดทานบนเพลาโดยการลดพื้นที่ของส่วนรองรับที่สัมผัสกับเพลาขับ การรองรับเพลาเหล็กบางมีแรงเสียดทานน้อยกว่ารูที่เจาะผ่านท่อนซุง
• ลดแรงกระแทกโดยวางฟองน้ำลงบนบริเวณของชีส เพื่อป้องกันไม่ให้รถกระโดดมากเกินไปเมื่อแขนคันโยกพับลง
• การจัดตำแหน่งเพลาและระบบกันสะเทือนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดแรงเสียดทานและปรับปรุงประสิทธิภาพ
• หากคุณซื้อเครื่องซักผ้าให้นำซีดีและแกนไปที่ร้านฮาร์ดแวร์ เพิ่มโอกาสที่คุณจะได้ขนาดที่เหมาะสมในครั้งแรก
• คุณสามารถดูโครงการต่างๆของนักเรียนได้ที่เว็บไซต์ "Mouse Trap Car Challenge"
• เพิ่มความฝืดด้วยการแว็กซ์เชือกเทียนไข โดยการแว็กซ์เชือกจะช่วยดึงเพลาได้ดีกว่า
• เพิ่มแรงเสียดทานในกรณีที่จำเป็นโดยใช้แถบยางหรือเทปพันรอบแกนที่พันเชือก เชือกควรหมุนเพลาไม่ลื่น
• ลดมวลโดยใช้แท่งไฟธรรมดาเป็นตัวออกกำลังกาย การลดมวลยังช่วยลดแรงเสียดทานที่แม่แรงเพลา
• เป็นประโยชน์ในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าเพลาของคุณไม่โยกเยกหรือจะเคลื่อนไปทางซ้ายและขวา
• ใช้มวลน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้บนรถในขณะที่ยังทำให้มีขนาดใหญ่พอที่จะเคลื่อนที่ได้

สิ่งที่ต้องพิจารณา

• อัตราส่วนล้อ / เพลา: ใช้ล้อขนาดใหญ่และเพลาขนาดเล็กสำหรับระยะทาง ลองนึกถึงล้อหลังของจักรยาน ไดรฟ์ขนาดเล็กและล้อขนาดใหญ่
• ความช้า: การสตาร์ทรถใช้พลังงานเท่าไหร่? รถที่เบากว่าต้องการน้อยกว่า ลดมวลรถของคุณให้ได้ระยะทางมากที่สุด
• การปลดปล่อยพลังงาน: เมื่อพลังงานถูกปล่อยออกมาอย่างช้าๆพลังงานจะถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและรถจะขับเคลื่อนไปได้ไกลขึ้น วิธีหนึ่งในการชะลอการคลายตัวนี้คือยืดแขนคันโยกให้ยาวขึ้น แขนที่ยาวกว่าจะเดินทางได้ระยะทางมากขึ้นและสร้างเชือกรอบแกนมากขึ้น รถแล่นไปเรื่อย ๆ แต่ช้ากว่า
• แรงเสียดทาน: ลดแรงเสียดทานบนเพลาโดยลดพื้นที่สัมผัสให้น้อยที่สุด ในตัวอย่างนี้ใช้ตัวยึดเหล็กแบบบาง ในตอนแรกมีการเจาะรูผ่านท่อนไม้เพื่อเก็บขี้เถ้า สิ่งนี้ถูกละไว้เนื่องจากพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นทำให้รถใช้พลังงานเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานแทนที่จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
• ฉุด: นี่คือแรงเสียดทานที่คุณใช้เพื่อประโยชน์ของคุณ ควรเพิ่มแรงเสียดทานให้มากที่สุดเท่าที่จำเป็น (โดยที่เชือกพันรอบแกนและจุดที่ล้อสัมผัสกับพื้น) การลื่นไถลเชือกหรือล้อเท่ากับพลังงานที่สูญเปล่า

คำเตือน

• มีการ จำกัด ปริมาณพลังงานที่มี: แรงของสปริง ภาพรถใกล้ถึงจุดสูงสุด ถ้าแขนคันโยกยาวขึ้นหรือล้อใหญ่ขึ้นรถก็จะ อย่าขยับเลย! ในกรณีนี้เอาท์พุตพลังงานสามารถ "ปรับ" ได้โดยการดันเสาอากาศเล็กน้อย (ทำให้ที่จับสั้นลง)
• กับดักหนูเป็นอันตราย คุณสามารถหักนิ้วได้ มีผู้ใหญ่ดูแลเสมอ คุณอาจได้รับบาดเจ็บและการตกอาจแตกได้!
• ระมัดระวังด้วยเครื่องมือเลื่อยไม้หรือวัสดุที่เป็นอันตราย ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามี เสมอ การดูแลของผู้ใหญ่คือเมื่อคุณทำงานในโครงการ