Hoe een muizenval aan te passen om verder te reizen

Heeft de wetenschapsleraar je klas de klassieke opdracht van een `muizeval` gegeven? Om dit te doen, moet je een klein voertuig ontwerpen en bouwen, aangedreven door de snelle actie van een muizenval, zodat je je auto zo ver mogelijk kunt laten reizen. Als je alle andere studenten in je klas voor wilt zijn, moet je je auto zo efficiënt mogelijk maken, zodat je elke centimeter van de "motor" optimaal kunt benutten. Met de juiste aanpak kunt u het ontwerp van de auto optimaliseren zodat deze de maximale afstand bereikt met alleen gewone huishoudelijke materialen.

Inhoud

Stappen

Methode 1pas de structuur aan
Methode 2maximaliseer energie
Methode 3optimaliseer de wielen

Tips
Dingen om in gedachten te houden
Waarschuwingen

stappen

Methode 1
Pas de structuur aan

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 1

Maak de structuur zo licht als mogelijk. De auto moet voornamelijk zijn licht. Hoe kleiner de massa van de auto, hoe beter. Elke gram of milligram die je uit de structuur van de auto kunt verwijderen, zal de muizenval iets meer naar de auto duwen. Zorg dat u geen extra structuur hebt die verder gaat dan wat nodig is, zodat u de muizenval en de assen van het wiel op hun plaats houdt. Als je ziet dat er verspilling van ruimte is in de structuur, probeer deze dan te verwijderen. Als het onmogelijk is, boor dan gaten met een boor zodat het gewicht daalt. Je zult ook het lichtst mogelijke materiaal voor de constructie moeten gebruiken. Hier presenteren we enkele geschikte materialen:
Balsahout
Harde plastic bladen
Dunne en lichte metalen platen (aluminium of tin dakbedekking, enz.)
Constructiespeelgoed (K`NEX, Legos, etc.)

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 2

Maak de structuur lang en smal. In het ideale geval moet u uw auto een aerodynamische vorm geven, dat wil zeggen, het oppervlak moet zo klein mogelijk zijn in de richting waarin het zal rijden. Net als bij een pijl, boot, vliegtuig, lans, zal een voertuig dat is ontworpen met maximale efficiëntie in het achterhoofd bijna altijd een langwerpige en dunne vorm hebben, zodat de wrijving van de luchtweerstand wordt geminimaliseerd. Voor de effecten van de muizenval betekent dit dat u de structuur verticaal dun en smal maakt (hoewel het voor u moeilijk zal zijn om de structuur smaller te maken dan de muizeval zelf).

Vergeet niet om wrijving te minimaliseren, dat wil zeggen, probeer de auto het smalste en kleinst mogelijke profiel te geven. Probeer op de vloer te komen en bekijk de auto vanaf de voorkant zodat u delen van de constructie kunt detecteren die het profiel van de auto onnodig groot maken.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 3

Gebruik waar mogelijk lijm in plaats van spijkers. Waar je ook kunt, probeer lijm te gebruiken in het ontwerp van de auto in plaats van spijkers, pinnen of andere zwaardere oplossingen. U hoeft bijvoorbeeld maar een paar kleine lijmpunten te gebruiken om de muizenval in de structuur te bevestigen. Normaal zal de lijm net zo goed vasthouden als de nagels, wat onnodig gewicht kan toevoegen.

Een ander voordeel van de lijm is dat deze normaal niet de luchtweerstand van de auto zou beïnvloeden. Aan de andere kant, als een uiteinde van een nagel uit de structuur steekt, kan het een klein effect hebben.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 4

Houd de volledige integriteit van de structuur in gedachten. De enige beperkende factor als het gaat om hoe licht en dun je de structuur van de muizenval kunt maken, is de kwetsbaarheid ervan. Als het heel licht is, kan het zo kwetsbaar worden dat het door de actie van het gooien met de muizenval kan breken. Het delicate evenwicht tussen het bereiken van een maximale afstand en het instabiel maken van de auto kan heel ingewikkeld zijn om goed te doen, maar wees niet bang om te experimenteren. Het is onwaarschijnlijk dat de muizenval ooit zal breken, dus zolang je extra structuurmateriaal hebt, ben je vrij om fouten te maken.

Als u zeer kwetsbaar materiaal, zoals balsahout, gebruikt en moeite hebt om de structuur bij elkaar te krijgen, overweeg dan om een kleine strook van sterk materiaal, zoals metaal of plastic, aan de onderkant van de structuur toe te voegen. Als u dit doet, wordt de structurele sterkte van de auto verhoogd terwijl de verschuiving naar gewicht en luchtweerstand wordt geminimaliseerd.

Methode 2
Maximaliseer energie

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 5

Geef de muizenval een lange "arm" om zijn voordeel te vergroten. De meeste auto`s invangt werk als volgt: de muizenval "gefixeerd", een touw aan de arm van de muizenval vrije arm voorzichtig rond een van de assen van de wielen en dus wanneer de val wordt vrijgegeven, van daaruit zal het zijn energie naar de schacht overbrengen om de wielen te laten draaien. Aangezien de arm de muizenval is vrij kort, als de auto niet zorgvuldig is opgebouwd, het touw kan zeer snel worden getrokken, die zal leiden tot de wielen slippen en energie te verliezen. Te trekken dat wanneer dit meer langzaam en gestaag wordt gedaan, probeer dan een lange stok te binden aan de arm op te treden als een hefboom, dan bind het einde van het touw daar, zou je zelf beter wapenen.

Het is belangrijk dat u het juiste materiaal voor de hendel gebruikt. De hendel mag helemaal niet buigen met de spanning van het touw. Als dat gebeurt, zal de energie verspild worden. Veel gidsen bevelen aan dat heavy-duty balsa of balsa-versterkte metalen constructies een sterke maar lichte hefboom hebben.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 6

Plaats de muizenval zo ver mogelijk naar voren. Ervan uitgaande dat de muizenval de achterwielen zal laten draaien, wil je dat de muizenval zo ver mogelijk bij de constructie komt, omdat dit kan worden gedaan zonder de voorwielen aan te raken. Hoe groter de afstand tussen de muizenval en de wielen, hoe beter. Grotere afstand betekent dat u langs de as meer touw kunt passeren, zodat u alleen dat hoeft een beetje extra sterke en langzame trekkracht.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 7

Zorg voor minimale wrijving in bewegende delen. Om de maximale afstand te bereiken, moet u zo veel mogelijk bijna 100% van de kracht van de muizenval gebruiken. Dit betekent dat u de wrijving op de oppervlakken van de auto waar de punten tegen elkaar schuiven. Gebruik een mild smeermiddel zoals WD-40, autovet of een soortgelijk product, zodat de contactpunten tussen de bewegende delen van de auto goed zijn ingevet. Op deze manier zal de auto zo soepel mogelijk "rennen".

Veel mousetrap-constructiegidsen identificeren de as als de belangrijkste bron van wrijving in een muizenval. Om aswrijving tot een minimum te beperken, wrijf of spuit een beetje smeermiddel op elke as waar het de structuur ontmoet. Schuif vervolgens, indien mogelijk, de wielen naar voren en naar achteren zodat ze van kracht worden op het contactpunt.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 8

Als je het toelaat, gebruik dan de krachtigste muizenval die mogelijk is. Meestal, voor muizevalstoewijzingen, zullen alle studenten worden gevraagd om dezelfde muizenvalgrootte te gebruiken, zodat de autoontwerpen van iedereen dezelfde hoeveelheid energie hebben. Als u deze beperking echter niet krijgt, aarzel dan niet om de meest krachtige muizenval te gebruiken die u kunt vinden. Grotere muizenvallen, zoals rattenvallen, geven veel meer energie dan basismuizenvallen, maar ze hebben ook steviger constructies nodig of ze kunnen de auto breken wanneer deze wordt gelanceerd. Mogelijk moet je de structuur of de assen zo versterken dat het past.

Houd in gedachten dat muizenvallen en andere vallen voor grote knaagdieren gemakkelijk je vingers kunnen breken, behandel daarom de muizenvallen die met uiterste voorzichtigheid zijn bewapend. Zelfs als u zeker weet dat de muizenval op zijn as is bevestigd, moet u niet te vrij naderen.

Methode 3
Optimaliseer de wielen

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 9

Het maakt gebruik van grote achterwielen. Grote wielen hebben een grotere rotatietraagheid dan kleine wielen. In praktische termen betekent dit dat zodra ze beginnen te draaien, het voor hen moeilijker zal zijn om te stoppen met draaien. Dit maakt de grote wielen perfect voor afstandswedstrijden. In theorie zouden ze minder snel moeten accelereren dan kleinere wielen, maar ze zullen veel langer draaien en over het algemeen een grotere afstand bereiken. Daarom, om de muizenval verder te bereiken, moeten de wielen op de aandrijfas (waaraan de muizenval is bevestigd en die meestal het achterste gedeelte is) erg groot zijn.

Het voorwiel is iets minder belangrijk, het kan groot of klein zijn. Om een klassieke raceauto-look te hebben, zet je grote wielen op de achterkant en kleine wielen aan de voorkant.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 10

Het maakt gebruik van dunne en lichte wielen. Het is ook belangrijk dat u rekening houdt met het gewicht van de wielen zelf. Elk gewicht dat niet nodig is, zal uiteindelijk de snelheid van de auto verminderen of tot verhoogde wrijving leiden. Bovendien moet worden aangegeven dat de brede wielen zelfs een klein negatief effect kunnen hebben op de wrijving van de wagen als gevolg van de luchtweerstand. Om deze redenen moet u de dunste en lichtste wielen gebruiken die beschikbaar zijn in uw auto.

Oude cd`s of dvd`s werken redelijk goed voor dit doel. Ze zijn groot, dun en erg licht. In dit geval kunt u een sanitaire ring gebruiken om de opening in het midden van de CD te verkleinen (zodat deze beter op de as past).

Als je oude vinylplaten krijgt, zullen ze ook heel goed werken. Ze kunnen echter erg zwaar zijn voor kleine muizenvallen.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 11

Het maakt gebruik van een smalle achteras. Ervan uitgaande dat de auto een auto met achterwielaandrijving zal zijn, zullen de achterwielen draaien telkens wanneer de achteras draait. Als de achteras erg dun is, kan de muizenval meer keren draaien met hetzelfde touw als bij meer touw. Dit resulteert in het meer keren draaien van de achterwielen, wat betekent dat u een grotere afstand aflegt. Om deze reden is het een goed idee om van de as het dunste materiaal te maken dat beschikbaar is en dat het gewicht van de constructie en de wielen nog steeds kan dragen.

Smalle houten deuvels zijn een geweldige optie en gemakkelijk te krijgen. Als je dunne metalen staven krijgt, zal het veel beter zijn. Wanneer u ze smeert, hebben ze meestal minder wrijving.

Titel afbeelding Adapt a Mousetrap Car for Distance Step 12

Geef wrijving aan de randen van de wielen zodat je grip krijgt. Als de wielen tegen de grond schuiven, gaat de energie verloren als je de muizenval gooit. De muizenval werkt om de wielen te laten draaien, maar je komt niet verder. Als dit gebeurt met de auto, kan het toevoegen van een materiaal dat wrijving met de achterwielen veroorzaakt slippen tot gevolg hebben. Om de gewichtsvereisten laag te houden, gebruikt u gewoon wat nodig is, zodat u de tips van de wielen wat grip geeft en niet te veel. Sommige geschikte materialen zijn:

Isolatietape

bretels

Gebroken ballonnen

Ook kan het plaatsen van een stuk schuurpapier onder de achterwielen op de startlijn het slippen verminderen wanneer de auto begint te rijden (wanneer deze het meest waarschijnlijk passeert).

tips

Als het touw eenvoudig rond de as wordt gewikkeld, kan de auto nauwelijks bewegen. Het toevoegen van een grotere bakmotor kan het werpvermogen verbeteren. In sommige afbeeldingen bevindt zich een rubberen band op de as, deze fungeert als een "verloopstuk" en vermindert het slippen van het touw.
Gebruik de langste hendel die beschikbaar is, zodat u de arm van de muizenval zover mogelijk verlengt. De punt zal een grotere afstand afleggen, waardoor meer touw op het wiel zal afwikkelen om effect te krijgen. U kunt een antenne van een radio als hendel gebruiken. Alles wat lang, licht en niet erg flexibel is, zal het doen.
Minimaliseert het oppervlak van de steun dat contact maakt met de aandrijfas zodat u de wrijving op de as vermindert. Een dunne stalen asbeugel zal minder wrijving hebben dan een geboord gat in het blok hout.
Gebruik een kleine spons als leugenkaas om de impact te verminderen. Dit voorkomt dat de auto veel sprongen maakt wanneer u de hendel naar beneden trekt.
De uitlijning van de assen en steunen is essentieel om wrijving te verminderen en de prestaties te verbeteren.
Breng Molykote® (poeder-smeermiddel op basis van disulfide) aan op de assen, wielen en in het lanceergebied van de muizenval om wrijving te verminderen.
Neem de CD en de schacht mee naar de ijzerhandel als je een wasmachine hebt gekocht. dus mogelijk helpen om de eerste keer de juiste maat te krijgen.
Je kunt verschillende werken van studenten op de website zien Mouse Trap Car Challenge.
Plaats kaarsvet op het touw zodat je de wrijving verhoogt. Bij het waxen kan het touw beter door de schacht passeren.
Gebruik een rubberen wiel of een lint om de as waar het touw is gewonden, zodat u de wrijving vergroot. Het touw moet de as draaien en niet schuiven.
Gebruik een eenvoudige lichtstaaf voor het lichaamsdeel en je zult de massa verminderen. Door de massa te verminderen, vermindert u ook de wrijving in de assteunen.

Dingen om in gedachten te houden

Wiel-as relatie: zodat de muizenval verder reikt, maakt hij gebruik van grote wielen en een kleine schacht. Denk aan een achterwiel van een fiets, een klein overbrengingsmechanisme en een groot wiel.
traagheid: Hoeveel energie is er nodig om een auto te starten? Een lichtere auto heeft minder energie nodig. Verlaag de massa van het voertuig zodat u een betere afstand krijgt.
Energieversnellingspercentage: als de energie langzaam vrijkomt, wordt de stroom efficiënter gebruikt en gaat de auto verder. Een manier om de release te verminderen, is door de hendelarm langer te maken. Een langere arm zorgt ervoor dat je een grotere afstand bereikt en meer slagen van het touw rond de as laat. De auto gaat verder, maar langzamer.
wrijving: Minimaliseert het oppervlak van het contactoppervlak zodat u wrijving tot een minimum beperkt. In het voorbeeld werd een dunne stalen steun gebruikt. In het begin werd een gat geboord in het blok hout gebruikt om de as vast te houden. Toen werd dit overeind gelaten omdat het grotere oppervlak ervoor zorgt dat de auto energie gebruikt om wrijving te overwinnen in plaats van vooruit te rijden.
tractie: dit is wat gewoonlijk wrijving wordt genoemd wanneer het wordt gebruikt ten behoeve van één. Wrijving moet zoveel mogelijk worden gemaximaliseerd (waarbij het touw rond de as wordt gewikkeld en de wielen contact maken met de grond). Glijdend touw of wielen is gelijk aan verspilde energie.

waarschuwingen

Er is een limiet aan de beschikbare hoeveelheid energie: de startkracht. De getoonde auto is bijna vol. Als de hefboomarm langer was of als de wielen groter waren, de wagen er zou niets bewegen. In dit geval kan de vrijgegeven energie zijn "stem af" aan de antenne trekken (of de hendel verkorten).
De muizenvallen zijn gevaarlijk. Je zou een vinger kunnen breken, dus toezicht van een volwassene hebben. U kunt letsel oplopen en de muizenval bederven.
Wees voorzichtig met het gebruik van gereedschap, het zagen van hout of het hanteren van gevaarlijk materiaal. Je moet altijd VOLWASSEN toezicht hebben wanneer je werkt.

Delen op sociale netwerken:

Verwant