Hoe om 'n muisvalmotor so ver as moontlik te bestuur

Inhoud

Trappe
Wenke
Dinge om te oorweeg
Waarskuwings

Die fisika-onderwyser het jou dus die opdrag gegee om `n motor van `n `muiseval` te maak: `n klein voertuig maak, ontwerp en bou wat aangedryf word deur die veerkragtige aksie van `n muisval om dit so ver as moontlik te laat reis. As jy beter wil wees as die ander studente in jou klas, moet jy jou motor so doeltreffend moontlik maak sodat jy elke duim uit jou `kar` kan druk. Met die regte benadering is dit moontlik om die ontwerp van jou motor te stroomlyn vir maksimum afstand deur slegs gewone huishoudelike materiale te gebruik. Dit is dalk ook moontlik om `n kit van so `n voertuig te koop, om jouself baie moeite te bespaar.

Trappe

Metode 1 van 3: Optimaliseer die wiele

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 9

1. Gebruik groter agterwiele. Groot wiele het `n groter rotasietraagheid as klein wiele. In die praktyk beteken dit dat sodra hulle begin rol, hulle moeiliker is om te stop. Dit maak groot wiele perfek vir wedrenne waar afstand belangrik is - teoreties sal hulle minder vinnig versnel as kleiner wiele, maar hulle sal baie langer rol en oor die algemeen `n groter afstand aflê. Dus, vir maksimum afstand, maak die wiele wat aan die dryfas vasgemaak is (die een waaraan die muisval vasmaak, gewoonlik die agterkant) baie groot.

Die voorwiel is `n bietjie minder belangrik - dit kan groot of klein wees. Om jou voertuig soos `n klassieke drag racer te laat lyk, kies vir groot agterwiele en kleiner voorwiele.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 10

2. Gebruik dun, ligte wiele. Dunner wiele bied minder wrywing en kan verder rol, as afstand is wat jy wil hê of nodig het met jou muisval voertuig. Dit is ook belangrik om die gewig van die wiele self in ag te neem - enige gewig wat nie nodig is nie, sal uiteindelik jou motor vertraag of bykomende wrywing skep. Daarbenewens is dit opmerklik dat wye wiele selfs `n klein negatiewe uitwerking op die lugweerstand van die motor kan hê. Om hierdie redes wil jy die dunste, ligste wiele wat vir jou motor beskikbaar is, gebruik.

Ou CD`s of DVD`s werk redelik goed vir hierdie doel - hulle is groot, dun en uiters lig. In hierdie geval kan `n wasser gebruik word om die gaatjie in die middel van die CD te verklein (om die as beter te laat pas).

As jy toegang het tot `n ou vinielplaat (vir `n draaitafel), werk hierdie ook baie goed, hoewel hulle dalk te swaar is vir die kleinste muisvalle.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 11

3. Gebruik `n smal agteras. Gestel dit gaan `n agterwielaangedrewe motor wees, sal die agterwiele draai elke keer as jou agteras draai. As jou agteras uiters klein is, sal jou muisvalmotor meer kere vir dieselfde lengte tou kan draai as wanneer dit breër was. Dit beteken dat jy jou agterwiele meer gereeld laat draai, wat groter afstand beteken! Daarom is dit `n wyse idee om jou as van die dunste materiaal beskikbaar te maak wat steeds die gewig van die raam en wiele kan dra.

Smal houtdowels is `n goeie, maklik om te vind keuse hier. As jy toegang het tot dun metaalstawe, is dit selfs beter - wanneer hulle gesmeer word, gee dit gewoonlik minder wrywing.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 12

4. Skep traksie deur die rande van die wiele grof te maak. As die wiele op die grond gly wanneer die lokval toemaak, word energie vermors - die muisval laat die wiele tol, maar jy kry geen ekstra afstand nie. As dit met jou motor gebeur, kan die byvoeging van growwe materiaal by die agterwiele sy trekkrag verbeter. Om jou gewig laag te hou, gebruik net soveel as wat jy nodig het om die punte van die wiele `n bietjie trekkrag te gee en nie meer nie. Sommige geskikte materiale is:

elektriese band

rekkies

Gebreekte ballonne

Daarbenewens kan `n stuk skuurpapier onder die agterwiele by die wegspringlyn glip verminder as die motor begin beweeg (wanneer gly heel waarskynlik is).

Metode 2 van 3: Verstel van die onderstel

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 1

1. Bou die ligste onderstel moontlik. Bo alles moet jou motor lig wees. Hoe kleiner die massa van jou motor, hoe beter - elke gram of milligram wat jy van jou motor se onderstel kan afskeer, sal dit `n bietjie verder neem. Probeer om geen bykomende onderstelmateriaal te gebruik as wat nodig is om jou muisval en wielasse in plek te hou nie. As jy vermorste spasie sien, probeer om dit te verwyder, of as dit onmoontlik is, boor gate daarin met `n boor om die gewig te verminder. Jy benodig ook die ligste moontlike materiaal vir jou onderstel. Hier is net `n paar voorbeelde wat gepas kan wees:

balsa hout
Harde plastiek plate
Dun, ligte metaalplate (aluminium/blikdakke, ens.)
Konstruksie speelgoed (K`NEX, Lego, ens.)

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 2

2. Maak die onderstel lank en smal. Ideaal gesproke moet die motor aërodinamies wees - dit wil sê, `n so klein oppervlakte as moontlik hê in die rigting waarin dit sal ry. Vergelyk dit met `n pyl, spoedboot, vliegtuig of spies -- `n voertuig wat ontwerp is met maksimum doeltreffendheid in gedagte sal byna altyd `n lang, skraal vorm hê om weerstand te verminder. Vir die doeleindes van jou muisvalmotor sal dit beteken dat jou onderstel horisontaal en vertikaal smal moet wees (hoewel dit moeilik sal wees om die onderstel smaller as die muisval self te maak).

Onthou om sleur te verminder deur jou motor die smalste en kleinste moontlike profiel te gee. Staan op die vloer en kyk na jou motor van voor om dele van die onderstel te sien wat die profiel van jou motor onnodig groot maak.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 3

3. Gebruik gom in plaas van naels waar moontlik. Waar moontlik, probeer om gom in die ontwerp van jou motor te gebruik, eerder as spykers, penne of ander swaarder materiale. Byvoorbeeld, jy hoef net `n paar klein gom kolletjies te gebruik om jou muisval aan die onderstel vas te maak. Oor die algemeen hou die gom net so goed soos die naels, wat onnodige gewig kan byvoeg. Gebruik supergom, nie skoolgom nie, aangesien laasgenoemde nie baie goed sal hou nie.

Nog ’n voordeel van gom is dat dit gewoonlik nie die lugweerstand van jou motor beïnvloed nie. Aan die ander kant, as enige kant van `n spyker uit jou onderstel steek, kan het `n klein effek.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 4

4. Hou die strukturele integriteit van jou onderstel in gedagte. Die enigste beperkende faktor wanneer dit kom by hoe lig en skraal jy jou muisvalmotor se onderstel kan maak, is sy broosheid — as die motor te lig is, kan dit so broos word dat die aksie om die muisval te breek die motor kan breek. Die delikate balans tussen die bereiking van maksimum afstand en die maak van jou motor onstabiel kan nogal moeilik wees om reg te kry, maar waag dit om te eksperimenteer. Die muisval self sal waarskynlik nooit breek nie, so solank jy ekstra onderstelmateriaal het, is jy vry om foute te maak.

As jy `n ekstra delikate materiaal soos balsahout gebruik en jy sukkel om jou onderstel bymekaar te hou, oorweeg dit om `n klein strook stewiger materiaal (soos metaal of plastiek) aan die onderkant van die onderstel by te voeg. Dit verhoog die strukturele sterkte van die motor en beperk die verandering in lugweerstand en gewig.

Metode 3 van 3: Maksimering van krag

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 5

1. Gee jou muisval `n lang `arm` om hefboomwerking te verhoog. Die meeste muisvalmotors werk so: die muisval is `gestel`, `n tou wat aan die muisval se arm vasgemaak is, word versigtig om een van die wielasse gedraai, en wanneer die lokval toemaak, dra die swaaiarm van die lokval sy energie oor na die as na draai die wiele. Omdat die arm van die lokval redelik kort is, kan dit, as die motor nie versigtig gebou is nie, te vinnig aan die tou trek, wat veroorsaak dat die wiele gly en energie verloor. Vir `n stadiger, meer stabiele trek, heg `n lang stok aan die arm om as `n hefboom te dien, en bind dan die einde van die tou daaraan vas, eerder as aan die arm self.

Dit is belangrik om die regte materiaal vir jou hefboom te gebruik. Die handvatsel moet glad nie buig onder die spanning van die tou nie - wat beteken dat energie vermors word. Baie handleidings beveel soliede balsa-konstruksies aan of balsa versterk met metaal vir `n stewige dog liggewig hefboom.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 6

2. Plaas die lokval so ver vorentoe as moontlik. Gestel die lokval dryf die agterwiele aan, plaas die muisval so ver vorentoe as moontlik op die onderstel, sonder om aan die voorwiele te raak. Hoe langer die afstand tussen die lokval en die wiele is, hoe beter - meer afstand beteken jy kan meer tou om die skag draai vir net `n bietjie meer stadige en bestendige trek.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 7

3. Maak seker daar is minimale wrywing op die bewegende dele. Vir maksimum afstand wil jy soveel as moontlik van jou muisval se krag gebruik. Dit beteken die vermindering van die wrywing op oppervlaktes van jou motor waar punte teen mekaar gly. Gebruik `n ligte smeermiddel, soos WD-40, naaimasjienolie of `n soortgelyke produk om die kontakpunte tussen die bewegende dele van `n motor goed geolie te hou sodat die motor so glad moontlik `ry`.

Alle bouinstruksies vir `n muisvalmotor dui aan dat die as die primêre bron van wrywing in so `n voertuig is. Om wrywing op die as te verminder, vryf of spuit `n bietjie smeermiddel op elke as waar dit die onderstel ontmoet, en werk dit indien moontlik in die kontakpunt deur die wiele heen en weer te skuif.

Prent getiteld Pas `n muisvalmotor aan vir afstand Stap 8

4. As jy kan, gebruik die kragtigste muisval moontlik. Gewoonlik sal alle studente dieselfde muisval vir hierdie opdrag moet gebruik, sodat elke motor dieselfde krag het. As jy egter nie hierdie beperking het nie, gebruik die kragtigste muisval wat jy kan vind! Groter lokvalle soos rotlokvalle verskaf baie meer krag as basiese muisvalle, maar hulle benodig ook stewiger strukture en kan die motor breek as hulle toemaak, so jy sal dalk jou onderstel en/of asse moet versterk en verander.

Wees bewus daarvan dat rotvalle en ander lokvalle vir groot knaagdiere maklik jou vingers kan breek, so wees baie versigtig met strikke wat skerp is, selfs al is jy seker die lokval is aan jou skag vasgemaak en kan nie vrylik klap nie.

Wenke

Verminder wrywing op die as deur die area van die ondersteuning wat met die dryfas in aanraking kom, te verminder. ’n Dun staalskagsteun het minder wrywing as ’n gat wat deur ’n stomp geboor word.
Verminder die skok deur `n stukkie spons op die plek van die kaas te plaas. Dit keer dat die motor te veel opspring wanneer die hefboomarm afvou.
Die belyning van die asse en vering is van kritieke belang om wrywing te verminder en werkverrigting te verbeter.
Neem `n CD en die as na die hardewarewinkel wanneer jy `n wasser koop. Dit verhoog die kans dat jy die eerste keer dadelik die regte grootte kry.
Jy kan baie verskillende studenteprojekte op die `Mouse Trap Car Challenge`-webwerf sien.
Verhoog wrywing deur die tou met kerswas te was. Deur dit te was, het die tou `n beter trekkrag op die skag.
Verhoog wrywing waar nodig deur `n rekkie of kleefband om die skag te gebruik waar die tou gewikkel word. Die tou moet die as draai en nie gly nie.
Verminder die massa deur `n eenvoudige ligstok as `n motorbak te gebruik. Die vermindering van die massa verminder ook die wrywing op die asstaanders.
Dit is nuttig om seker te maak jou as wankel nie, anders beweeg dit links en regs.
Gebruik so min as moontlik massa op die motor terwyl dit steeds groot genoeg is om te beweeg.

Dinge om te oorweeg

Wiel/as verhouding: Gebruik groot wiele en `n klein as vir die afstand. Dink aan die agterwiel van `n fiets; `n klein aandrywing en `n groot wiel.
traagheid: Hoeveel energie neem dit om jou motor te begin? ’n Ligter motor het minder nodig. Verminder die massa van jou voertuig vir die grootste afstand.
Vrystelling van energie: As die energie stadig vrygestel word, word die krag doeltreffender gebruik en die motor sal verder beweeg. Een manier om hierdie vrystelling te vertraag, is om die hefboomarm te verleng. ’n Langer arm dek ’n groter afstand en verskaf meer tou om die as. Die kar gaan verder, maar stadiger.
Wrywing: Minimaliseer die wrywing op die as deur die kontakarea te minimaliseer. In hierdie voorbeeld word `n dun staalbeugel gebruik. In die begin is `n gat deur `n stomp geboor om die skag vas te hou. Dit is weggelaat omdat die groter oppervlak beteken dat die motor energie gebruik om wrywing te oorkom in plaas daarvan om vorentoe te beweeg.
Traksie: Dit is wrywing wat jy tot jou voordeel gebruik. Wrywing moet gemaksimeer word waar nodig (waar die tou om die as draai en waar die wiele met die vloer in aanraking kom). Gliptoue of wiele is gelyk aan vermorste energie.

Waarskuwings

Daar is `n beperking op die hoeveelheid energie wat beskikbaar is: die krag van die veer. Die motor wat uitgebeeld word, is naby aan die maksimum. As die hefboomarm langer was, of die wiele groter was, sou die motor glad nie beweeg nie! In hierdie geval kan die energielewering `ingestel` word deur die antennas in te druk (die hefboom verkort).
Muisvalle is gevaarlik. Jy kan `n vinger breek. Wees altyd onder toesig van `n volwassene. Jy kan seerkry en die val kan breek!
Wees versigtig met gereedskap, sny van hout of enige skadelike materiaal. Maak seker daar altyd volwasse toesig is wanneer jy aan die projek werk.