المحتوى

• لتخطو
• طريقة 1 من 3: تحسين العجلات
• الطريقة 2 من 3: ضبط الهيكل
• طريقة 3 من 3: تعظيم الطاقة
• نصائح
• أشياء للإعتبار
• تحذيرات

لذا فقد كلفك مدرس الفيزياء بتصنيع سيارة من "مصيدة فئران": قم بإنشاء وتصميم وبناء مركبة صغيرة يتم تشغيلها بواسطة حركة مصيدة فئران محملة بنابض لقيادتها إلى أقصى حد ممكن. إذا كنت تريد أن تكون أفضل من الطلاب الآخرين في صفك ، فأنت بحاجة إلى جعل سيارتك فعالة قدر الإمكان حتى تتمكن من الضغط على كل شبر من "سيارتك". من خلال النهج الصحيح ، من الممكن تبسيط تصميم سيارتك لأقصى مسافة باستخدام المواد المنزلية الشائعة فقط. قد تتمكن أيضًا من شراء مجموعة من هذه السيارة لتوفير الكثير من الجهد.

لتخطو

طريقة 1 من 3: تحسين العجلات

1. استخدم عجلات خلفية أكبر. تتميز العجلات الكبيرة بقصور ذاتي دوران أكبر من العجلات الصغيرة. في الممارسة العملية ، هذا يعني أنه بمجرد أن يبدأوا في التدحرج ، يصبح من الصعب إيقافهم. هذا يجعل العجلات الكبيرة مثالية للمسابقات التي تكون فيها المسافة المقطوعة مهمة - نظريًا سوف تتسارع بسرعة أقل من العجلات الأصغر ، لكنها ستتدحرج لفترة أطول وتغطي عمومًا مسافة أكبر. لذلك ، بالنسبة للمسافة القصوى ، اجعل العجلات المرفقة بعمود الإدارة (التي يتم توصيل مصيدة الفئران بها ، وعادة ما تكون الخلفية) كبيرة جدًا.
   • العجلة الأمامية أقل أهمية - يمكن أن تكون كبيرة أو صغيرة. لجعل سيارتك تبدو وكأنها متسابق جر كلاسيكي ، اختر العجلات الخلفية الكبيرة والعجلات الأمامية الأصغر.
2. استخدم عجلات رقيقة وخفيفة. تعني العجلات الأقل سمكًا احتكاكًا أقل ويمكن أن تتدحرج أكثر إذا كانت المسافة هي ما تريده أو تحتاجه بمركبتك المصيدة. من المهم أيضًا مراعاة وزن العجلات نفسها - أي وزن غير ضروري سيؤدي في النهاية إلى إبطاء سيارتك أو يؤدي إلى احتكاك إضافي. بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن العجلات العريضة يمكن أن يكون لها تأثير سلبي صغير على مقاومة الهواء للسيارة. لهذه الأسباب ، سترغب في استخدام أنحف وأخف عجلات متوفرة لسيارتك.
   • تعمل الأقراص المضغوطة أو أقراص DVD القديمة بشكل جيد للغاية لهذا الغرض - فهي كبيرة ورقيقة وخفيفة للغاية. في هذه الحالة ، يمكن استخدام الغسالة لتقليل الفتحة الموجودة في وسط القرص المضغوط (لجعل المحور مناسبًا بشكل أفضل).
   • إذا كان لديك وصول إلى سجل فينيل قديم (لقرص دوار) ، فهذه أيضًا تعمل بشكل جيد للغاية ، على الرغم من أنها قد تكون ثقيلة جدًا بالنسبة لأصغر مصائد الفئران.
3. استخدم محورًا خلفيًا ضيقًا. بافتراض أنها ستكون سيارة ذات دفع خلفي ، فإن العجلات الخلفية ستدور في كل مرة تقوم فيها بإدارة المحور الخلفي. إذا كان المحور الخلفي الخاص بك صغيرًا للغاية ، فستكون سيارة مصيدة الفئران قادرة على الدوران مرات أكثر لنفس طول الحبل مما لو كانت أعرض. هذا يترجم إلى قلب العجلات الخلفية الخاصة بك في كثير من الأحيان ، مما يعني مسافة أكبر! هذا هو السبب في أنها فكرة منطقية أن تجعل المحور الخاص بك من أنحف مادة متاحة والتي لا يزال بإمكانها تحمل وزن الإطار والعجلات.
   • تعتبر المسامير الخشبية الضيقة خيارًا جيدًا ومتاحًا بسهولة هنا. إذا كان لديك وصول إلى قضبان معدنية رفيعة ، فهذه أفضل - عند تشحيمها ، فإنها عادة ما تعطي احتكاكًا أقل.
4. خلق قوة الجر عن طريق تخشين حواف العجلات. إذا انزلقت العجلات على الأرض عند إغلاق المصيدة ، فسيتم إهدار الطاقة - تقوم مصيدة الفئران بتدوير العجلات ، لكن لا يمكنك الحصول على مسافة إضافية. إذا حدث هذا لسيارتك ، فإن إضافة المواد الخام إلى العجلات الخلفية يمكن أن يحسن من قوة الجر. للحفاظ على وزنك منخفضًا ، استخدم فقط بقدر ما هو ضروري لإعطاء أطراف العجلات بعض الثبات وليس أكثر. بعض المواد المناسبة هي:
   • الشريط الكهربائي
   • الأربطة المطاطية
   • بالونات مكسورة
   • بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقلل قطعة من ورق الصنفرة أسفل العجلات الخلفية عند خط البداية من الانزلاق إذا بدأت السيارة في التحرك (عندما يكون الانزلاق على الأرجح).

الطريقة 2 من 3: ضبط الهيكل

1. قم ببناء أخف هيكل ممكن. قبل كل شيء ، يجب أن تكون سيارتك خفيفة. كلما كانت كتلة سيارتك أصغر ، كان ذلك أفضل - فكل جرام أو مليغرام يمكنك حلقه من هيكل سيارتك سيأخذها إلى أبعد من ذلك قليلاً. لا تحاول استخدام مواد إضافية للهيكل غير المطلوب للحفاظ على مصيدة الفأرة ومحاور العجلات في مكانها. إذا رأيت مساحة مهدرة ، فحاول إزالتها أو ، إذا كان ذلك مستحيلًا ، قم بعمل ثقوب فيها باستخدام مثقاب كهربائي لتقليل الوزن. أنت أيضًا بحاجة إلى أخف مادة ممكنة لشاسيهك. فيما يلي بعض الأمثلة التي قد تكون مناسبة:
   • خشب البلسا
   • ألواح بلاستيكية صلبة
   • صفائح معدنية رقيقة وخفيفة (أسقف من الألومنيوم / القصدير ، إلخ.)
   • ألعاب البناء (K’NEX ، Lego ، إلخ.)
2. اجعل الهيكل طويلًا وضيقًا. من الناحية المثالية ، يجب أن تكون السيارة ذات ديناميكية هوائية - أي أنها تحتوي على أصغر مساحة ممكنة في الاتجاه الذي ستسير فيه. قارن هذا بسهم أو زورق سريع أو طائرة أو رمح - فالمركبة المصممة بأقصى قدر من الكفاءة سيكون لها دائمًا شكل طويل ونحيل لتقليل السحب. لأغراض سيارة مصيدة الفئران ، سيعني ذلك أن الهيكل الخاص بك يجب أن يكون ضيقًا أفقيًا وعموديًا (على الرغم من أنه سيكون من الصعب جعل الهيكل أضيق من مصيدة الفئران نفسها).
   • لا تنس تقليل السحب من خلال منح سيارتك أضيق وأصغر ملف تعريف ممكن. قف على الأرض وانظر إلى سيارتك من الأمام لترى أجزاء الهيكل التي تجعل شكل سيارتك كبيرًا بشكل غير ضروري.
3. استخدم الغراء بدلاً من الأظافر كلما أمكن ذلك. كلما كان ذلك ممكنًا ، حاول استخدام الغراء في تصميم سيارتك بدلاً من المسامير أو الدبابيس أو غيرها من المواد الثقيلة. على سبيل المثال ، ما عليك سوى استخدام بضع نقاط صمغ صغيرة لإرفاق مصيدة الفأرة بالهيكل. بشكل عام ، يثبت الغراء تمامًا مثل الأظافر ، مما قد يضيف وزنًا غير ضروري. استخدم الغراء الفائق ، وليس غراء المدرسة ، لأن الأخير لن يثبت جيدًا.
   • ميزة أخرى للصمغ هي أنه عادة لا يؤثر على مقاومة الهواء لسيارتك. من ناحية أخرى ، إذا خرج أحد طرفي المسمار من الهيكل المعدني ، تستطيع لها تأثير صغير.
4. ضع في اعتبارك السلامة الهيكلية للهيكل الخاص بك. العامل المحدد الوحيد عندما يتعلق الأمر بمدى الخفة والنحافة التي يمكنك من خلالها صنع هيكل سيارة مصيدة الفئران هو هشاشتها - إذا كانت السيارة خفيفة للغاية ، فقد تصبح هشة للغاية بحيث يمكن أن يؤدي إغلاق مصيدة الماوس إلى كسر السيارة. قد يكون التوازن الدقيق بين الوصول إلى أقصى مسافة وجعل سيارتك غير مستقرة أمرًا صعبًا جدًا للوصول إليه بشكل صحيح ، ولكن كن جريئًا في التجربة. من المحتمل ألا تنكسر مصيدة الفئران أبدًا ، طالما أن لديك مادة هيكلية إضافية ، فأنت حر في ارتكاب الأخطاء.
   • إذا كنت تستخدم مادة إضافية هشة مثل خشب البلسا وتكافح من أجل تثبيت الهيكل الخاص بك معًا ، ففكر في إضافة شريط صغير من مادة أكثر متانة (مثل المعدن أو البلاستيك) إلى الجزء السفلي من الهيكل المعدني. هذا يزيد من القوة الهيكلية للسيارة ويحد من التغيير في مقاومة الهواء والوزن.

طريقة 3 من 3: تعظيم الطاقة

1. امنح مصيدة الفئران "ذراعًا" طويلة لزيادة النفوذ. تعمل معظم سيارات مصيدة الفئران على النحو التالي: يتم ضبط مصيدة الفئران ، ويتم لف حبل مرتبط بذراع مصيدة الفئران بعناية حول أحد محاور العجلات ، وعندما يتم إغلاق المصيدة ، يقوم الذراع المتأرجح للمصيدة بنقل طاقته إلى المحور لجعل العجلات تدور. نظرًا لأن ذراع الراية قصيرة جدًا ، إذا لم يتم تصنيع السيارة بعناية ، فيمكنها سحب الحزام بسرعة كبيرة ، مما يتسبب في انزلاق العجلات وإهدار الطاقة. لسحب أبطأ وأكثر ثباتًا ، اربط عصا طويلة بالذراع لتعمل كرافعة ، ثم اربط نهاية الخيط بها بدلاً من الذراع نفسها.
   • من المهم استخدام المواد المناسبة لذراعك. يجب ألا ينثني المقبض على الإطلاق تحت ضغط الخيط - وهذا يعني أن الطاقة تضيع. توصي العديد من الكتيبات بهياكل البلسا القوية أو البلسا المقواة بالمعدن لرافعة قوية ولكن خفيفة.
2. ضع المصيدة إلى الأمام قدر الإمكان. بافتراض أن المصيدة تقود العجلات الخلفية ، ضع مصيدة الفأرة على الهيكل إلى الأمام قدر الإمكان ، دون لمس العجلات الأمامية. كلما زادت المسافة بين الراية والعجلات ، كان ذلك أفضل - تعني المسافة الأكبر أنه يمكنك لف المزيد من الحبل حول المحور للشبكة اكثر قليلا قوة سحب بطيئة وثابتة.
3. تأكد من وجود حد أدنى من الاحتكاك على الأجزاء المتحركة. لأقصى مسافة ، تريد استخدام أكبر قدر ممكن من قوة مصيدة الفأرة. هذا يعني تقليل احتكاك على أسطح سيارتك حيث تنزلق النقاط ضد بعضها البعض. استخدم مادة تشحيم معتدلة ، مثل WD-40 ، أو زيت ماكينة الخياطة ، أو منتج مشابه للحفاظ على نقاط التلامس بين الأجزاء المتحركة للسيارة مزيتة جيدًا بحيث "تتحرك" السيارة بسلاسة قدر الإمكان.
   • تشير جميع أوصاف المباني لسيارة مصيدة الفئران إلى أن المحور هو المصدر الأساسي للاحتكاك في مثل هذه السيارة. لتقليل الاحتكاك على المحور ، افرك أو رش القليل من زيت التشحيم على كل محور حيث يلتقي بالهيكل ، وإذا أمكن ، قم بتشغيله في نقطة التلامس عن طريق تحريك العجلات للأمام والخلف.
4. إذا استطعت ، استخدم أقوى مصيدة فئران ممكنة. عادةً ما يتعين على جميع الطلاب استخدام نفس مصيدة الفأر لهذه المهمة ، بحيث تتمتع كل سيارة بنفس القوة. ومع ذلك ، إذا لم يكن لديك هذا القيد ، فاستخدم أقوى مصيدة فئران يمكنك العثور عليها! توفر الفخاخ الأكبر مثل مصائد الفئران قوة أكبر بكثير من مصائد الفئران الأساسية ، ولكنها تتطلب أيضًا هياكل أكثر ثباتًا ويمكن أن تكسر السيارة إذا أغلقت ، لذلك قد تحتاج إلى تعزيز وتعديل الهيكل و / أو المحاور.
   • ضع في اعتبارك أن مصائد الفئران وغيرها من مصائد القوارض الكبيرة يمكن أن تكسر أصابعك بسهولة ، لذا تعامل مع المصائد الموجودة على الحافة ، حتى لو كنت متأكدًا من أن المصيدة متصلة بعمودك ولا يمكن إغلاقها بحرية.

نصائح

• قم بتقليل الاحتكاك على العمود عن طريق تقليل منطقة الدعم التي تتصل بعمود القيادة. إن دعامة الأعمدة الفولاذية الرقيقة لها احتكاك أقل من الثقب الذي تم حفره من خلال جذع.
• قللي الصدمات عن طريق وضع قطعة من الإسفنج على منطقة الجبن. يمنع هذا السيارة من القفز كثيرًا عند ثني ذراع الرافعة لأسفل.
• تعد محاذاة المحور والتعليق أمرًا بالغ الأهمية لتقليل الاحتكاك وتحسين الأداء.
• إذا اشتريت غسالة ، فخذ معك قرصًا مضغوطًا والمحور إلى متجر الأجهزة. هذا يزيد من فرصة حصولك على الحجم المناسب في المرة الأولى.
• يمكنك مشاهدة العديد من مشاريع الطلاب المختلفة على موقع "تحدي سيارة مصيدة الفأر".
• قم بزيادة الاحتكاك عن طريق شمع الحبل بشمع الشمع. عن طريق إزالة الشعر بالشمع ، يكون للحبل شد أفضل على العمود.
• قم بزيادة الاحتكاك عند الضرورة باستخدام شريط مطاطي أو شريط حول العمود حيث يتم لف الخيط. يجب أن يدير الحبل العمود ولا ينزلق.
• قلل الكتلة باستخدام عصا ضوء بسيطة كهيكل السيارة. يقلل تقليل الكتلة أيضًا من الاحتكاك عند روافع المحور.
• من المفيد التأكد من عدم اهتزاز المحور أو أنه سيتحرك إلى اليسار واليمين.
• استخدم أقل قدر ممكن من الكتلة على السيارة مع الاستمرار في جعلها كبيرة بما يكفي لتحريكها.

أشياء للإعتبار

• نسبة العجلة / المحور: استخدم عجلات كبيرة ومحور صغير للمسافة. فكر في العجلة الخلفية للدراجة. محرك صغير وعجلة كبيرة.
• بطء: ما مقدار الطاقة اللازمة لتشغيل سيارتك؟ السيارة الأخف تحتاج إلى أقل. قلل كتلة مركبتك لأكبر مسافة.
• إطلاق الطاقة: عندما يتم إطلاق الطاقة ببطء ، يتم استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة وستعمل السيارة على مواصلة القيادة. إحدى طرق إبطاء هذا التحرير هي إطالة ذراع الرافعة. يتحرك الذراع الأطول مسافة أكبر ويخلق المزيد من الحبال حول المحور. تستمر السيارة ولكن أبطأ.
• احتكاك: قلل الاحتكاك على العمود عن طريق تقليل منطقة التلامس. في هذا المثال ، يتم استخدام شريحة فولاذية رفيعة. في البداية ، تم حفر حفرة في جذوع الأشجار لحفظ الرماد. تم حذف هذا لأن مساحة السطح المتزايدة تسمح للسيارة باستخدام الطاقة للتغلب على الاحتكاك بدلاً من التحرك للأمام.
• شعبية: هذا هو الاحتكاك الذي تستخدمه لصالحك. يجب تعظيم الاحتكاك عند الضرورة (حيث يلتف الحبل حول المحور وحيث تتلامس العجلات مع الأرض). الحبال أو العجلات المنزلقة تساوي الطاقة الضائعة.

تحذيرات

• هناك حد لكمية الطاقة المتاحة: قوة الزنبرك. السيارة المصورة قريبة من الحد الأقصى. إذا كان ذراع الرافعة أطول ، أو كانت العجلات أكبر ، فإن السيارة ستفعل لا تتحرك على الاطلاق! في هذه الحالة ، يمكن "ضبط" خرج الطاقة عن طريق دفع الهوائيات قليلاً (تقصير المقبض).
• فخاخ الفأر خطيرة. يمكنك كسر اصبع. احرص دائمًا على إشراف شخص بالغ. يمكن أن تصاب ويمكن أن ينكسر السقوط!
• كن حذرًا مع الأدوات أو نشر الخشب أو أي مواد ضارة. تأكد هناك دائما إشراف الكبار يكون عند العمل في المشروع.