תוֹכֶן

• לדרוך
• שיטה 1 מתוך 3: מיטוב הגלגלים
• שיטה 2 מתוך 3: כוונן את השלדה
• שיטה 3 מתוך 3: מקסם כוח
• טיפים
• דברים שיש לקחת בחשבון
• אזהרות

אז המורה לפיזיקה הזמין אותך להכין מכונית מ"מלכודת עכברים ": ליצור, לעצב ולבנות רכב קטן שמונע על ידי פעולת קפיץ של עכבר כדי להסיע אותו עד כמה שניתן. אם אתה רוצה להיות טוב יותר משאר התלמידים בכיתה שלך, עליך להפוך את המכונית שלך ליעילה ככל האפשר, כך שתוכל לסחוט כל סנטימטר מה"רכב "שלך. בגישה הנכונה ניתן לייעל את עיצוב מכוניתכם למרחק מרבי באמצעות חומרים ביתיים נפוצים בלבד. יתכן שתוכלו לקנות ערכה של רכב כזה כדי לחסוך לעצמכם מאמצים רבים.

לדרוך

שיטה 1 מתוך 3: מיטוב הגלגלים

1. השתמש בגלגלים אחוריים גדולים יותר. לגלגלים גדולים אינרציית סיבוב גדולה יותר מאשר גלגלים קטנים. בפועל, המשמעות היא שברגע שהם מתחילים להתגלגל, קשה יותר לעצור אותם. זה הופך גלגלים גדולים למושלמים עבור תחרויות בהן המרחק למסלול חשוב - תיאורטית הם יאיצו פחות מהר מגלגלים קטנים יותר, אך הם יתגלגלו הרבה יותר זמן ובאופן כללי יעבור מרחק גדול יותר. לכן, למרחק המרבי, הפכו את הגלגלים המחוברים אל גל ההנעה (זה שבו מלכודת העכברים מחוברת, בדרך כלל האחורי) לגדולים מאוד.
   • הגלגל הקדמי קצת פחות חשוב - הוא יכול להיות גדול או קטן. כדי לגרום לרכב שלך להיראות כמו רוכב גרר קלאסי, בחר בגלגלים אחוריים גדולים ובגלגלים קדמיים קטנים יותר.
2. השתמש בגלגלים דקים וקלילים. גלגלים דקים יותר פירושם פחות חיכוך ויכולים להתגלגל עוד יותר אם המרחק הוא מה שאתה רוצה או צריך עם רכב מלכודת העכברים שלך. חשוב גם לקחת בחשבון את משקל הגלגלים עצמם - כל משקל שאינו נחוץ יביא בסופו של דבר להאטת המכונית שלך או להוביל לחיכוך נוסף. בנוסף, ראוי לציין שלגלגלים רחבים יכולה להיות השפעה שלילית קטנה אפילו על התנגדות האוויר של המכונית. מסיבות אלה, תרצה להשתמש בגלגלים הדקים והקלים ביותר שיש לרכב שלך.
   • תקליטורים או תקליטורי DVD ישנים עובדים די טוב למטרה זו - הם גדולים, דקים וקלילים במיוחד. במקרה זה, ניתן להשתמש במכונת כביסה להפחתת החור במרכז התקליטור (בכדי שהציר יתאים יותר).
   • אם יש לך גישה לתקליט ויניל ישן (לפטיפון) אלה גם עובדים טוב מאוד, אם כי הם עשויים להיות כבדים מדי עבור מלכודות העכבר הקטנות ביותר.
3. השתמש בציר אחורי צר. בהנחה שזו תהיה מכונית עם הנעה אחורית, הגלגלים האחוריים יסתובבו בכל פעם שתסובב את הציר האחורי. אם הציר האחורי שלך קטן ביותר, מכונית העכברים שלך תוכל להסתובב יותר פעמים באותו אורך חבל מאשר אם הוא היה רחב יותר. זה מתורגם לסיבוב הגלגלים האחוריים שלך בתדירות גבוהה יותר, מה שאומר מרחק גדול יותר! זו הסיבה שזה רעיון הגיוני להכין את הסרן מהחומר הדק ביותר שקיים וזה עדיין יכול לתמוך במשקל המסגרת והגלגלים.
   • דיבלים מעץ צר הם בחירה טובה וזמינה כאן. אם יש לך גישה למוטות מתכת דקים אלה טובים אפילו יותר - כאשר הם משומנים, הם בדרך כלל נותנים פחות חיכוך.
4. צור משיכה על ידי חישוק שולי הגלגלים. אם הגלגלים מחליקים על הקרקע כשהמלכודת נסגרת, אז אנרגיה מתבזבזת - מלכודת העכברים מסובבת את הגלגלים, אך לא מקבלים מרחק נוסף. אם זה קורה למכונית שלך, הוספת חומר גלם לגלגלים האחוריים יכולה לשפר את המשיכה שלה. כדי לשמור על משקלכם, השתמשו רק במידת הצורך בכדי לתת לקצות הגלגלים אחיזה ולא יותר. כמה חומרים מתאימים הם:
   • קלטת חשמלית
   • גומיות
   • בלונים שבורים
   • בנוסף, פיסת נייר זכוכית מתחת לגלגלים האחוריים בקו ההתחלה יכולה להפחית את ההחלקה אם המכונית מתחילה לנוע (כאשר סביר להניח שההחלקה היא).

שיטה 2 מתוך 3: כוונן את השלדה

1. בנה את השלדה הקלה ביותר האפשרית. מעל לכל, המכונית שלך צריכה להיות קלה. ככל שהמסה של מכוניתכם קטנה יותר, כך טוב יותר - כל גרם או מיליגרם שתוכלו לגלח ממרכב הרכב שלכם יקח את זה עוד מעט. אל תנסה להשתמש בחומר נוסף למארז מלבד מה שדרוש בכדי לשמור על מלכודת העכבר וצירי הגלגלים במקום. אם אתה רואה שטח מבוזבז, נסה להסיר אותו או, אם בלתי אפשרי, לנקב בו חורים בעזרת מקדח כוח להפחתת משקל. אתה גם צריך את החומר הכי קל שאפשר לשלדה שלך. להלן רק כמה דוגמאות שעשויות להתאים:
   • עץ בלסה
   • לוחות פלסטיק קשיחים
   • יריעות מתכת דקות ודקות (קירוי אלומיניום / פח וכו ')
   • בניית צעצועים (K'NEX, לגו וכו ')
2. הפוך את השלדה לארוכה וצרה. באופן אידיאלי, המכונית צריכה להיות אווירודינמית - כלומר יש לה שטח קטן ככל האפשר בכיוון שאליו תעבור. השווה זאת לחץ, סירת מנוע מהירה, מטוס או חנית - רכב שתוכנן עם יעילות מירבית בראש כמעט תמיד יהיה בעל צורה ארוכה ודקה כדי למזער גרירה. למטרות מכונית העכברים שלך, פירוש הדבר שעל השלדה שלך להיות צרה גם אופקית וגם אנכית (אם כי יהיה קשה להפוך את השלדה לצרה יותר ממלכודת העכברים עצמה).
   • אל תשכח למזער גרר על ידי מתן הפרופיל הצר והקטן ביותר האפשרי לרכב שלך. עמד על הקרקע והסתכל על המכונית שלך מלפנים כדי לראות חלקים מהשלדה שהופכים את פרופיל המכונית שלך לגדול ללא צורך.
3. השתמש בדבק במקום בציפורניים במידת האפשר. במידת האפשר, נסה להשתמש בדבק בעיצוב המכונית שלך, במקום מסמרים, סיכות או חומרים כבדים אחרים. לדוגמא, אתה רק צריך להשתמש בכמה נקודות דבק קטנות כדי לחבר את מלכודת העכבר שלך לשלדה. באופן כללי, הדבק מחזיק באותה מידה כמו הציפורניים, מה שעלול להוסיף משקל מיותר. השתמש בדבק סופר, ולא בדבק בית ספר, שכן האחרון לא יחזיק טוב במיוחד.
   • יתרון נוסף של דבק הוא שלרוב הוא אינו משפיע על עמידות האוויר של מכוניתכם. מצד שני, אם אחד מקצות המסמר בולט מהשלדה שלך, פחית יש לזה השפעה קטנה.
4. זכור את תקינות המבנה של השלדה שלך. הגורם המגביל היחיד בכל הנוגע לאופן שבו אתה יכול להכין את שלדת מכונית העכברים שלך קליל ורזה הוא השבריריות שלה - אם המכונית קלה מדי, היא עלולה להפוך לשברירית כל כך עד שפעולת סגירת מלכודת העכברים יכולה לשבור את המכונית. האיזון העדין בין הגעה למרחק מקסימלי והפיכת מכוניתך ללא יציבה יכול להיות די מסובך להגיע נכון, אך נועז להתנסות. מלכודת העכברים עצמה לעולם לא תישבר, כך שכל עוד יש לכם חומר מארז נוסף, אתם חופשיים לטעות.
   • אם אתה משתמש בחומר שביר במיוחד כמו עץ ​​בלזה ומתקשה להחזיק את השלדה שלך יחד, שקול להוסיף רצועה קטנה של חומר יציב יותר (כגון מתכת או פלסטיק) לתחתית השלדה. זה מגביר את החוזק המבני של המכונית ומגביל את השינוי בהתנגדות האוויר ובמשקל.

שיטה 3 מתוך 3: מקסם כוח

1. תן למלכודת העכברים שלך "זרוע" ארוכה כדי להגדיל את המינוף. מרבית מכוניות מלכודת העכברים עובדות כך: מלכודת העכברים 'מכוונת', חבל הקשור לזרוע מלכודת העכברים נכרך בזהירות סביב אחד מצירי הגלגל, וכאשר המלכודת ננעלת, הזרוע המתנדנדת של המלכודת מעבירה את האנרגיה שלה אל הציר כדי שהגלגלים יסתובבו. מכיוון שזרוע המסדרון קצרה למדי, אם המכונית לא בנויה בקפידה, היא יכולה למשוך את החגורה מהר מדי ולגרום לגלגלים להחליק ולבזבז אנרגיה. למשיכה איטית ויציבה יותר, חבר מקל ארוך לזרוע כדי לשמש כמנוף, ואז קשר את קצה המיתר אליו, ולא לזרוע עצמה.
   • חשוב להשתמש בחומר הנכון עבור המנוף שלך. הידית לא צריכה להתכופף כלל תחת מתח המיתר - זה אומר שאנרגיה מתבזבזת. מדריכים רבים ממליצים על מבני בלסה חסונים או על בלזה מחוזקת במתכת למינוף יציב אך קל.
2. מקם את המלכודת כמה שיותר קדימה. בהנחה שהמלכוד מניע את הגלגלים האחוריים, הנח את מלכודת העכבר על השלדה כמה שיותר קדימה, מבלי לגעת בגלגלים הקדמיים. ככל שהמרחק גדול יותר בין המסדרון לגלגלים, כך טוב יותר - יותר מרחק אומר שתוכל לעטוף יותר חבל סביב הציר לרשת. קצת יותר כוח משיכה איטי ויציב.
3. וודא שיש חיכוך מינימלי על החלקים הנעים. למרחק מרבי, אתה רוצה להשתמש בכוח האפשרי של מלכודת העכבר שלך. פירוש הדבר לצמצם את חיכוך על משטחי המכונית שלך שבהם נקודות מחליקות זו נגד זו. השתמש בחומר סיכה עדין, כגון WD-40, שמן מכונות תפירה או מוצר דומה כדי לשמור על נקודות המגע בין החלקים הנעים של מכונית משומנת היטב, כך שהמכונית "תנוע" בצורה חלקה ככל האפשר.
   • כל תיאורי הבניין של מכונית מלכודת עכברים מצביעים על כך שהציר הוא מקור החיכוך העיקרי ברכב כזה. כדי למזער את החיכוך על הציר, יש למרוח או לרסס מעט חומר סיכה על כל סרן במקום בו הוא פוגש את השלדה, ואם אפשר, עבד אותו לנקודת המגע על ידי החלקת הגלגלים קדימה ואחורה.
4. אם אתה יכול, השתמש במלכודת העכבר החזקה ביותר האפשרית. בדרך כלל כל התלמידים יצטרכו להשתמש באותה מלכודת עכבר לצורך משימה זו, כך שלכל מכונית יהיה כוח זהה. עם זאת, אם אין לך מגבלה זו, השתמש במלכודת העכברים החזקה ביותר שתמצא! מלכודות גדולות יותר כמו מלכודות עכברוש מספקות הרבה יותר כוח ממלכודות עכבר בסיסיות, אך הן גם דורשות מבנים יציבים יותר ויכולות לשבור את המכונית אם הן נסגרות, כך שתצטרך לחזק ולהתאים את השלדה ו / או הסרנים שלך.
   • זכור שמלכודות חולדות ומלכודות מכרסמים גדולות אחרות יכולות לשבור את אצבעותיך בקלות, לכן התמודד עם מלכודות שהן בקצה, גם אם אתה בטוח שהמלכודת מחוברת לפיר שלך ואינה יכולה להסתגר בחופשיות.

טיפים

• צמצם את החיכוך על הפיר על ידי מזעור שטח התמיכה המגע עם פיר הכונן. לתמיכה בפירי הפלדה הדקים פחות חיכוך מאשר חור שנקדח דרך בולי עץ.
• צמצמו את הזעזועים על ידי הנחת חתיכת ספוג על אזור הגבינה. זה מונע מהמכונית לקפוץ יותר מדי כאשר זרוע המנוף מתקפלת מטה.
• יישור הציר והמתלים הוא קריטי להפחתת החיכוך ולשיפור הביצועים.
• אם אתה קונה מכונת כביסה, קח איתך תקליטור וסרן לחנות החומרה. זה מגדיל את הסיכוי שתקבל את הגודל הנכון בפעם הראשונה.
• תוכלו לראות פרויקטים רבים ושונים של סטודנטים באתר "אתגר רכב מלכודת עכבר".
• הגדל את החיכוך על ידי שעווה על החבל בשעוות נרות. על ידי שעווה, החבל מושך טוב יותר את הפיר.
• הגדל את החיכוך במידת הצורך באמצעות רצועת גומי או סרט סביב הפיר בו חוטים את המיתר. החבל צריך לסובב את הפיר ולא להחליק.
• הפחית את המסה באמצעות מקל קל פשוט כגוף. הפחתת המסה מפחיתה גם את החיכוך בשקעי הציר.
• כדאי לוודא שהציר שלך לא מתנדנד או שהוא ינוע שמאלה וימינה.
• השתמש בכמות קטנה ככל האפשר על המכונית, ובכל זאת הפוך אותה לגדולה מספיק כדי לנוע.

דברים שיש לקחת בחשבון

• יחס גלגל / ציר: השתמש בגלגלים גדולים ובציר קטן למרחק. תחשוב על הגלגל האחורי של אופניים; כונן קטן וגלגל גדול.
• אִטִיוּת: כמה אנרגיה נדרשת כדי להתניע את מכוניתך? מכונית קלה יותר צריכה פחות. הקטין את מסת הרכב שלך למרחק הגדול ביותר.
• שחרור אנרגיה: כאשר האנרגיה משתחררת לאט, משתמשים בכוח בצורה יעילה יותר והמכונית תיסע הלאה. אחת הדרכים להאט שחרור זה היא להאריך את זרוע המנוף. זרוע ארוכה יותר עוברת מרחק גדול יותר ויוצרת יותר חבל סביב הציר. המכונית ממשיכה, אבל איטית יותר.
• חיכוך: למזער את החיכוך על הפיר על ידי מזעור שטח המגע. בדוגמה זו משתמשים בסוגר פלדה דק. בתחילת הדרך נקדח חור דרך בולי עץ כדי להחזיק את האפר. זה הושמט מכיוון ששטח הפנים המוגדל מאפשר למכונית להשתמש באנרגיה כדי להתגבר על החיכוך במקום להתקדם.
• גרירה: זהו חיכוך בו אתה משתמש לטובתך. יש למקסם את החיכוך במידת הצורך (היכן שהחבל עוטף את הציר ואיפה הגלגלים באים במגע עם הרצפה). החלקה של חבלים או גלגלים שווה אנרגיה מבוזבזת.

אזהרות

• יש גבול לכמות האנרגיה הזמינה: כוח הקפיץ. המכונית בתמונה קרובה למקסימום. אם זרוע המנוף הייתה ארוכה יותר, או שהגלגלים היו גדולים יותר, אז המכונית הייתה לא זז בכלל! במקרה זה ניתן לכוון את תפוקת האנרגיה על ידי לחיצה קלה על האנטנות (קיצור הידית).
• מלכודות עכבר מסוכנות. אתה יכול לשבור אצבע. תמיד יש לפקח על מבוגר. אתה עלול להיפצע והנפילה עלולה להישבר!
• היזהר בכלים, ניסור עץ או כל חומר מזיק. וודא שם תמיד השגחת מבוגרים היא כאשר אתה עובד על הפרויקט.