بنابراین ، معلم علوم شما وظیفه کلاسیک "ماشین تله موش" را به کلاس شما داده است: ساخت ، طراحی و ساخت وسیله نقلیه ای کوچک که توسط حرکت تله موش کار می کند تا ماشین شما تا آنجا که ممکن است حرکت کند. اگر می خواهید جلوتر از سایر دانش آموزان کلاس خود قرار بگیرید ، باید ماشین خود را تا حد ممکن کارآمد کنید تا بتوانید آخرین اینچ خود را از "ماشین" خود فشار دهید. با رویکرد مناسب ، می توانید طراحی ماشین خود را برای حداکثر مسافت تنها با استفاده از مصالح رایج خانه ساده کنید. شما همچنین می توانید یک کیت ماشین تله موش را از هر فروشگاه صنایع دستی خریداری کرده و از تعجب بپرسید که آیا کار می کند یا خیر.
مراحل
روش 1 از 3: بهینه سازی چرخ ها
مرحله 1. از چرخ های بزرگ عقب استفاده کنید
چرخهای بزرگ اینرسی چرخشی بیشتری نسبت به چرخهای کوچک دارند. در عمل ، این بدان معناست که هنگامی که آنها شروع به چرخیدن می کنند ، متوقف کردن نورد سخت تر می شود. این باعث می شود چرخ های بزرگ برای مسابقات بر اساس فاصله مناسب باشند - از نظر تئوری ، سرعت آنها کمتر از چرخ های کوچکتر است ، اما بسیار طولانی تر می چرخند و در کل مسافت بیشتری را طی می کنند. بنابراین ، برای حداکثر فاصله ، چرخ ها را در محور محرک (دور تسمه موش که معمولاً عقب است) بسیار بزرگ کنید.
چرخ جلو از اهمیت کمی برخوردار است - می تواند بزرگ یا کوچک باشد. برای ظاهر کلاسیک مسابقه درگ ، شما نیاز به چرخ های بزرگ در عقب و چرخ های کوچکتر در جلو دارید
مرحله 2. از چرخ های نازک و سبک استفاده کنید
چرخ های نازک اصطکاک کمتری دارند و اگر مسافت مورد نظر یا نیاز شما با مسابقه تله موش شما باشد ، ممکن است دورتر بروند. همچنین مهم است که وزن خود چرخ ها را نیز در نظر بگیرید - هرگونه وزن غیر ضروری در نهایت باعث کاهش سرعت خودرو یا اصطکاک بیشتر می شود. علاوه بر این ، شایان ذکر است که چرخ های پهن به دلیل مقاومت هوا حتی می توانند تأثیر منفی کوچکی بر کشیدن خودرو داشته باشند. به همین دلایل ، شما می خواهید از نازک ترین و سبک ترین چرخ های موجود برای ماشین خود استفاده کنید.
- سی دی یا دی وی دی قدیمی برای این منظور نسبتاً خوب کار می کنند - بزرگ ، نازک و بسیار سبک هستند. در این حالت ، ممکن است از یک واشر لوله کشی برای کاهش اندازه سوراخ در وسط CD (برای قرارگیری بهتر محور) استفاده شود.
- اگر به وینیل قدیمی دسترسی دارید ، اینها نیز بسیار خوب عمل می کنند ، اگرچه ممکن است برای کوچکترین تله موش سنگین باشند.
مرحله 3. از یک محور عقب باریک استفاده کنید
با فرض اینکه ماشین شما یک خودروی دیفرانسیل عقب است ، هربار که محور عقب شما بچرخد ، چرخ های عقب نیز می چرخند. اگر محور عقب شما بسیار لاغر است ، ماشین تله موش شما قادر خواهد بود آن را برای طول یک رشته بیشتر از زمان پهن تر بچرخاند. این به معنی چرخاندن بیشتر چرخ های عقب به معنی فاصله بیشتر است! به همین دلیل ، ایده عاقلانه ای است که محور خود را از لاغرترین مواد موجود تهیه کنید که هنوز بتواند وزن قاب و چرخ ها را تحمل کند.
میله های رولپلاک چوبی باریک یک انتخاب عالی و به راحتی در اینجا هستند. اگر به میله های فلزی نازک دسترسی دارید ، اینها حتی بهتر هستند - وقتی روغن کاری می شوند ، معمولاً اصطکاک کمتری دارند
مرحله 4. با دادن لبه های اصطکاک چرخ ها ، کشش ایجاد کنید
اگر هنگام باز شدن تله چرخ ها به زمین می لغزند ، انرژی هدر می رود - تله موش باعث چرخاندن چرخ ها می شود ، اما هیچ فاصله اضافی دریافت نمی کنید. اگر این اتفاق در مورد خودروی شما رخ داد ، افزودن مواد ایجاد کننده اصطکاک به چرخ های عقب ممکن است لغزش آنها را کاهش دهد. برای اینکه وزن مورد نیاز خود را پایین نگه دارید ، فقط از مقدار لازم استفاده کنید تا به نوک چرخ ها کمی چسبانده شود و هیچ گونه فشار اضافی نداشته باشد. برخی از مواد مناسب عبارتند از:
- نوار الکتریکی
- نوارهای لاستیکی
- لاستیک بادکنکی خرد شده
- علاوه بر این ، قرار دادن یک تکه کاغذ سنباده زیر چرخ های عقب در خط شروع می تواند لغزش را با شروع حرکت خودرو (در مواقع احتمالی) کاهش دهد.
روش 2 از 3: سفارشی کردن قاب خود
مرحله 1. سبک ترین قاب ممکن را بسازید
مهمتر از همه ، ماشین شما باید سبک باشد. هرچه جرم ماشین شما کوچکتر باشد ، بهتر است - هر گرم یا میلی گرم که می توانید از قاب ماشین خود بکشید کمی دورتر است که تله موش شما قادر خواهد بود ماشین شما را تحت فشار قرار دهد. سعی کنید هیچ ماده فریم اضافی فراتر از آنچه لازم است برای نگه داشتن تله موش و محورهای چرخ در محل خود داشته باشید. اگر فضای هدر رفته روی قاب خود را می بینید ، سعی کنید آن را بردارید ، یا در صورت غیرممکن ، با مته سوراخ هایی در آن ایجاد کنید تا وزن آن کاهش یابد. همچنین می خواهید از سبک ترین متریال ممکن برای قاب خود استفاده کنید. در اینجا فقط چند مورد مناسب وجود دارد:
- چوب بالسا
- ورق های پلاستیکی سخت
- ورق های نازک و سبک فلزی (مواد سقف آلومینیومی/قلع و غیره)
- ساخت اسباب بازی (K'NEX ، Legos و غیره)
مرحله 2. قاب را بلند و باریک کنید
در حالت ایده آل ، شما می خواهید ماشین شما به صورت آیرودینامیکی شکل بگیرد - به این معنی که کوچکترین سطح ممکن را در مسیری که طی می کند نشان دهد. مانند یک تیر ، یک قایق بلند ، یک هواپیما یا نیزه ، وسیله نقلیه ای که حداکثر کارایی را در نظر داشته باشد ، تقریباً همیشه دارای شکل باریک و بلند است تا کشش ناشی از مقاومت هوا را به حداقل برساند. از نظر ماشین تله موش ، این بدان معناست که قاب شما را باریک (هرچند باریک تر از خود تله موش سخت تر می شود) و عمودی لاغر کنید.
به یاد داشته باشید ، برای به حداقل رساندن کشش ، سعی می کنید باریک ترین و کوچکترین مشخصات ممکن را به خودرو خود بدهید. سعی کنید روی زمین بیایید و از جلو به ماشین خود نگاه کنید تا قطعاتی از قاب را که نمای ماشین شما را بی جهت بزرگ می کند ، مشاهده کنید
مرحله 3. تا جای ممکن از چسب به جای میخ استفاده کنید
هر جا که می توانید ، سعی کنید از چسب در طراحی ماشین خود استفاده کنید ، نه میخ ، سنجاق یا سایر محلول های سنگین تر. به عنوان مثال ، برای تثبیت تله موش خود به قاب ، فقط باید از چند نقطه کوچک چسب استفاده کنید. به طور کلی ، چسب به خوبی ناخن ها نگه می دارد ، که می تواند وزن غیر ضروری را افزایش دهد. از چسب فوق العاده استفاده کنید نه چسب مدرسه ، به این خوبی نمی ماند.
مزیت دیگر چسب این است که معمولاً نباید بر مقاومت هوای خودرو شما تأثیر بگذارد. از طرف دیگر ، اگر هر یک از ناخن ها از قاب شما خارج شود ، می تواند تأثیر جزئی داشته باشد
مرحله 4. یکپارچگی ساختاری قاب خود را در نظر داشته باشید
تنها عامل محدود کننده در مورد میزان سبک و لاغر بودن قاب ماشین تله موش ، شکنندگی آن است - اگر بیش از حد سبک باشد ، ممکن است آنقدر شکننده شود که با فنر زدن تله موش ، خودرو را از هم جدا کند. تعادل ظریف بین دستیابی به حداکثر مسافت و ناپایدار کردن ماشین شما می تواند بسیار مشکل باشد ، اما از آزمایش نترسید. بعید است که تله موش هرگز شکسته شود ، بنابراین تا زمانی که مواد قاب اضافی دارید ، آزادی انجام اشتباهات را خواهید داشت.
اگر از مواد بسیار شکننده ای مانند چوب بالسا استفاده می کنید و برای به هم چسباندن قاب خود مشکل دارید ، یک نوار کوچک از مواد محکم تری مانند فلز یا پلاستیک را در قسمت زیر قاب اضافه کنید. انجام این کار مقاومت ساختاری خودرو را افزایش می دهد در حالی که تغییر مقاومت و وزن آن را به حداقل می رساند
روش 3 از 3: حداکثر کردن قدرت خود
مرحله 1. به دام خود "بازوی" بلندی بدهید تا اهرم آن افزایش یابد
اکثر اتومبیل های تله موش به شرح زیر عمل می کنند: تله موش "تنظیم" شده است ، ریسمانی که به بازوی تله موش بسته شده است به دقت در یکی از محورهای چرخ پیچیده می شود و هنگامی که تله باز می شود ، بازوی چرخشی تله انرژی خود را منتقل می کند. به محور برای چرخاندن چرخ ها. از آنجایی که بازوی تله نسبتاً کوتاه است ، اگر خودرو به دقت ساخته نشود ، می تواند به سرعت سیم را بکشد و باعث لغزش چرخ ها و از بین رفتن انرژی شود. برای کشیدن آهسته تر و محکم تر ، یک تیر بلند را به بازو وصل کنید تا به عنوان یک اهرم عمل کند ، سپس انتهای سیم را به این بند ببندید ، بهتر از خود بازو
مهم است که از مواد مناسب برای اهرم خود استفاده کنید. اهرم نباید تحت فشار سیم به هیچ عنوان خم شود - این نشان دهنده اتلاف انرژی است. بسیاری از راهنماها سازه های محکم بالسا یا بالسا تقویت شده با فلز را برای ارائه اهرم محکم و در عین حال سبک توصیه می کنند
مرحله 2. تله را تا جای ممکن به جلو قرار دهید
با فرض اینکه تله شما چرخ های عقب را بچرخاند ، می خواهید تله موش اتومبیل شما تا آنجا که ممکن است بدون لمس چرخ های جلو روی قاب قرار گیرد. هرچه فاصله بین تله و چرخ ها بیشتر باشد ، بهتر است - فاصله بیشتر به این معنی است که شما قادر خواهید بود فقط با کشش کمی آهسته و پیوسته ، رشته بیشتری را در اطراف محور بچرخانید.
مرحله 3. از اصطکاک حداقل بر روی قطعات متحرک خود اطمینان حاصل کنید
برای حداکثر فاصله ، می خواهید تا حد امکان نزدیک به 100 power از قدرت تله موش خود را استفاده کنید. این به این معنی است که اصطکاک سطوح خودرو را کاهش می دهد و نقاطی که نقاط مقابل یکدیگر قرار می گیرند ، کاهش می یابد. از یک روان کننده ملایم مانند WD-40 ، گریس خودکار یا محصول مشابه استفاده کنید تا نقاط تماس بین قطعات متحرک خودرو را به خوبی روغن کاری کنید تا ماشین تا حد امکان "روان" حرکت کند.
بسیاری از راهنماهای ساخت ماشین تله موش ، محور را به عنوان منبع اصلی اصطکاک روی ماشین تله موش تشخیص می دهند. برای به حداقل رساندن اصطکاک محور ، روی هر محور که با قاب برخورد می کند کمی روان کننده مالیده یا اسپری کنید ، و در صورت امکان با کشیدن چرخ ها به جلو و عقب آن را در محل تماس قرار دهید
مرحله 4. اگر اجازه دارید ، از قوی ترین تله موش ممکن استفاده کنید
در بیشتر مواقع ، برای تکالیف ماشین تله موش ، همه دانش آموزان ملزم به استفاده از یک اندازه تله موش هستند تا طراحی ماشین همه افراد از قدرت یکسانی برخوردار باشد. با این حال ، اگر این محدودیت را ندارید ، با خیال راحت از قوی ترین تله موش که می توانید پیدا کنید استفاده کنید! تله های بزرگتر مانند تله های موش بسیار بیشتر از تله موش های اصلی قدرت را ارائه می دهند ، اما همچنین به ساختارهای محکم تری احتیاج دارند یا ممکن است هنگام پاشیدن ماشین را از هم جدا کنند ، بنابراین ممکن است لازم باشد قاب و/یا محورهای خود را تقویت کنید.
به خاطر داشته باشید که تله های موش و دیگر تله های بزرگ جوندگان می توانند انگشتان دست خود را بشکنند ، بنابراین تله های مسلح را با احتیاط بسیار کنترل کنید ، حتی زمانی که مطمئن هستید تله تا محور شما چسبانده شده است و نباید بتواند آزادانه بسته شود
نکات
- اگر سیم به دور محور پیچیده شود ، ممکن است ماشین به سختی حرکت کند. افزودن هاب درایو بزرگتر می تواند قدرت کشش را بهبود بخشد. در برخی از تصاویر یک لاستیک لاستیکی روی محور وجود دارد ، این به عنوان یک "چرخ دنده" عمل می کند و لغزش سیم را کاهش می دهد.
- از طولانی ترین اهرم موجود برای بازکردن بازوی تله موش تا آنجا که ممکن است استفاده کنید. نوک مسافت بیشتری را طی می کند و باعث می شود پیچ های بیشتری از سیم پخش شوند. آنتن از جعبه بوم شکسته برای اهرم استفاده شد. هر چیزی طولانی ، سبک و خیلی انعطاف پذیر برای اهرم کار می کند.
- با به حداقل رساندن سطح پشتیبان تماس با محور محرک ، اصطکاک را در محور کاهش دهید. تکیه گاه محوری از فولاد نازک اصطکاک کمتری نسبت به سوراخی دارد که از طریق چوب ایجاد شده است.
- با استفاده از کمی اسفنج به عنوان پنیر شبیه سازی شوک را کاهش دهید. هنگامی که بازوی اهرم به پایین می کوبد ، این خودرو از پریدن زیاد جلوگیری می کند.
- هم ترازی محورها و پایه ها برای کاهش اصطکاک و افزایش عملکرد بسیار مهم است.
- با استفاده از روان کننده پودری Molykote® دی سولفید مولیبدن بر روی محورها ، چرخ ها و فنر تله موش اصطکاک را کاهش دهید.
- در صورت خرید واشر یک سی دی و محور را با خود به فروشگاه سخت افزار ببرید. این ممکن است به شما کمک کند که اولین بار اندازه مناسب را بدست آورید.
- شما می توانید تلاش های مختلف دانش آموزان را در وب سایت Mouse Trap Car Challenge مشاهده کنید.
- با اپیلاسیون نخ با موم شمع ، اصطکاک را افزایش دهید. با واکس زدن آن ، سیم کشش بهتری روی محور دارد.
- با استفاده از لاستیک یا نوار لاستیکی در اطراف محوری که سیم پیچیده شده است ، اصطکاک را در موارد مورد نیاز افزایش دهید. رشته باید محور را بچرخاند و لغزش نکند.
- با استفاده از یک چوب سبک برای قسمت بدن ، جرم را کاهش دهید. کاهش جرم همچنین اصطکاک در تکیه گاه های محور را کاهش می دهد.
- مفید است که مطمئن شوید محور شما به هم نمی خورد وگرنه به چپ و راست حرکت می کند.
- تا جایی که ممکن است از جرم کمتری در ماشین استفاده کنید در حالی که هنوز آن را به اندازه کافی بزرگ کرده اید تا بتوانید حرکت کنید.
مواردی که باید در نظر گرفته شود
- نسبت چرخ به محور: برای مسافت ، از چرخ های بزرگ و محور کوچک استفاده کنید. به چرخ عقب دوچرخه فکر کنید ؛ یک چرخ دنده کوچک و یک چرخ بزرگ.
- اینرسی: چقدر انرژی لازم است تا ماشین شما راه اندازی شود؟ ماشین سبک تر نیاز کمتری دارد. برای بهترین فاصله ، جرم وسیله نقلیه خود را کاهش دهید.
- میزان انتشار انرژی: اگر انرژی به آرامی آزاد شود ، نیرو به طور مثرتری مصرف می شود و خودرو بیشتر حرکت می کند. یکی از راههای کند کردن این رهاسازی ، بلند کردن بازوی اهرم است. بازوی بلندتر مسافت بیشتری را طی می کند و اجازه می دهد تا سیم بیشتری در اطراف محور قرار گیرد. ماشین دور می رود ، اما کندتر.
- اصطکاک: اصطکاک روی محور را با به حداقل رساندن سطح تماس کاهش دهید. در این مثال از براکت فولادی نازک استفاده شده است. در ابتدا برای نگه داشتن محور از سوراخی که از طریق چوب ساخته شده بود استفاده شد. این امر کنار گذاشته شد زیرا مساحت بیشتر باعث می شود خودرو به جای حرکت به جلو از انرژی برای غلبه بر اصطکاک استفاده کند.
- کشش: این چیزی است که شما اصطکاک می نامید وقتی از آن به نفع شما استفاده می شود. اصطکاک باید در جاهایی که نیاز است (جایی که ریسمان به محور می پیچد و جایی که چرخ ها با کف تماس دارند) حداکثر شود. لیز خوردن سیم یا چرخ برابر با اتلاف انرژی است.
هشدارها
- تله موش خطرناک است. شما می توانید یک انگشت بشکنید از نظارت بزرگسالان استفاده کنید. ممکن است مجروح شوید و می توانید تله را تقسیم کنید!
- محدودیتی در میزان انرژی موجود وجود دارد. قدرت چشمه ماشین نشان داده شده نزدیک به حداکثر است. اگر بازوی اهرم بلندتر بود یا چرخها بزرگتر بودند ، ماشین اصلاً حرکت نمی کرد! در این حالت ، آزادسازی انرژی را می توان با فشار دادن برخی از آنتن ها (کوتاه کردن اهرم) "تنظیم" کرد.
- هنگام برخورد با ابزار ، برش چوب یا هرگونه مواد مضر مراقب باشید. شما همیشه باید داشته باشید بالغ نظارت هنگام کار
