لذا يمنحك مدرس العلوم مهمة صفية لبناء "سيارة مصيدة فئران" ، وهي بناء وتصميم سيارة صغيرة تحصل على الطاقة من الحركة المفاجئة لمصيدة فئران بحيث يمكن للسيارة التحرك إلى أقصى حد ممكن. إذا كنت تريد التفوق في الأداء على زملائك في الفصل ، فعليك أن تجعل سيارتك فعالة قدر الإمكان بحيث تغطي أبعد مسافة. باستخدام النهج الصحيح ، يمكنك رسم تصميمات مفصلة للسيارة لتحقيق أقصى مسافة باستخدام أدوات بسيطة فقط في المنزل.
خطوة
طريقة 1 من 3: تحسين عجلات سيارتك
الخطوة 1. استخدم عجلة خلفية كبيرة
تتميز العجلات الكبيرة بقصور ذاتي دوران أكبر من العجلات الصغيرة. من الناحية العملية ، بمجرد أن تبدأ العجلات في الدوران ، ستواجه صعوبة في التوقف. لذا فإن العجلات الأكبر حجمًا مثالية لمسابقات المسافات - نظريًا ، سوف تتسارع بشكل أبطأ من العجلات الأصغر ، لكنها تدور لفترة أطول وستغطي مسافات أطول. لذلك ، للحصول على أقصى خلوص ، ضع العجلة الكبيرة جدًا على محور التوجيه (حيث يتم تثبيت مصيدة الفئران ، والتي تكون عادةً الخلفية)
لا تهم العجلة الأمامية حقًا - يمكن أن تكون كبيرة أو صغيرة. لجعلها تبدو وكأنها سيارة سباق ، قد ترغب في وضع العجلات الكبيرة في الخلف والعجلات الأصغر في المقدمة
الخطوة 2. استخدم عجلة رقيقة وخفيفة
لا تضع ثقلًا على العجلات - فالأحمال غير الضرورية ستؤدي بالتأكيد إلى إبطاء السيارة أو تسبب الاحتكاك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون للعجلات العريضة تأثير سلبي على القطر بسبب مقاومة الهواء. لذلك ، من الأفضل لك استخدام أنحف وأخف عجلات للسيارة.
- تعمل الأقراص المضغوطة أو أقراص DVD القديمة بشكل جيد بما يكفي لخدمة هذا الغرض - كبيرة ونحيفة وخفيفة للغاية. من حيث التوافق ، يمكن استخدام سدادات الأنابيب لتقليل حجم الفتحة الموجودة في وسط القرص المضغوط (لتناسب المحور).
- إذا كان لديك أسطوانات من الفينيل ، يمكنك استخدامها أيضًا ، على الرغم من أنها قد تكون ثقيلة جدًا بالنسبة لمصيدة فئران صغيرة جدًا.
الخطوة 3. استخدم محور خلفي صغير
افترض أن سيارتك هي سيارة تعتمد على العجلات الخلفية. في كل مرة يدور فيها المحور الخلفي ، تدور العجلة الخلفية أيضًا. إذا كان المحور الخلفي رقيقًا جدًا ، فستكون سيارة مصيدة الفئران قادرة على التحرك بشكل أسرع على نفس المسافة مما لو كان المحور الخلفي أوسع. عندما تدور العجلة الخلفية أكثر ، فإن المسافة المقطوعة ستكون أيضًا أبعد. لذلك ، من الحكمة أن تصنع المحور من أنحف مادة ولكن لا يزال بإمكانك تحمل وزن الإطار والعجلات.
المسامير الصغيرة هي اختيار جيد ويسهل الحصول عليها. إذا كان لديك قضبان معدنية ، فهذا أفضل - عند تشحيمها ، فإنها عادة لا تحك بسهولة
الخطوة 4. إنشاء قوة الجر عن طريق إضافة حواف إلى العجلة
إذا انزلقت العجلة أثناء انكسار المصيدة ، فسيتم إهدار الطاقة - تعمل مصيدة الفئران على جعل العجلة تدور. ومع ذلك ، بسبب الانزلاق ، لا تصل سيارتك إلى المسافة المطلوبة. لذلك ، فإن إضافة مادة تسبب الاحتكاك إلى العجلة الخلفية ستقلل من خطر الانزلاق. من أجل عدم وضع الكثير من الوزن ، استخدم أكبر قدر ممكن من المواد الحثية لإعطاء القليل من الإمساك ، ولا شيء أكثر من ذلك. هذه المكونات هي:
- لاصق كهربائي
- ممحاة
- البالون المطاطي الذي انفجر
- بالإضافة إلى ذلك ، فإن وضع ورق الصنفرة أسفل العجلات في بداية الحركة سيقلل من خطر الانزلاق عندما تبدأ السيارة في التحرك (أي عندما يكون خطر الانزلاق متكررًا).
الطريقة 2 من 3: ضبط إطار السيارة
الخطوة 1. اجعل الإطار خفيفًا قدر الإمكان
الأهم من ذلك ، يجب أن تكون سيارتك خفيفة. كلما كانت كتلة سيارتك أقل ، كان ذلك أفضل - فكل جرام أو مليغرام يمكنك إزالته من إطار سيارتك ، سيجعل سيارتك تتحرك إلى أبعد من ذلك. حاول ألا تضيف أي مادة إطار بخلاف تلك المطلوبة بواسطة مصيدة الفئران والمحور الحاليين. إذا رأيت قطعة لا تعمل ، فحاول إزالتها ، أو إذا أمكن ، قم بعمل ثقب فيها بمثقاب لتقليل الوزن. يمكنك أيضًا استخدام أخف مادة لإطار السيارة. المواد التالية مناسبة:
- خشب البلسا
- ورقة من البلاستيك الصلب
- صفيحة معدنية رقيقة وخفيفة (الألومنيوم ، مادة تسقيف الزنك ، إلخ.)
- ألعاب البناء (K'NEX ، Lego ، إلخ.)
الخطوة الثانية: اصنع إطارًا طويلًا وصغيرًا
من الناحية المثالية ، تريد أن يكون للسيارة شكل ديناميكي هوائي - بمعنى أن السيارة ستحتوي على أقل مساحة سطح على الجزء الذي تسير عليه. مثل السهم أو الزورق الطويل أو الطائرة أو الرمح ، فإن السيارة المصممة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة سيكون لها دائمًا شكل طويل ورفيع لتقليل الاحتكاك ضد مقاومة الهواء. بالنسبة لسيارة مصيدة فئران ، ستحتاج إلى بناء إطار السيارة ليكون صغيرًا (على الرغم من أنه سيكون من الصعب صنع إطار أصغر من مصيدة الفئران نفسها) ، وكذلك نحيفًا رأسيًا.
تذكر ، لتقليل الانزلاق ، يجب أن تحاول جعل ملف تعريف سيارتك نحيفًا وصغيرًا قدر الإمكان. حاول وضع سيارتك على الأرض والنظر إلى سيارتك من الأمام للحصول على رؤية أوضح لأجزاء السيارة الكبيرة
الخطوة الثالثة. استخدم الغراء بدلاً من الأظافر كلما أمكن ذلك
إذا أمكن ، ضع الغراء على تصميم سيارتك بدلاً من استخدام المسامير أو أعواد الغراء أو غيرها من الأشياء الثقيلة. على سبيل المثال ، ما عليك سوى استخدام كمية صغيرة من الغراء للصق مصيدة الفئران بالإطار. بشكل عام ، سيعمل الغراء تمامًا مثل الأظافر ، بينما ستضع الأظافر وزنًا غير ضروري عليه.
ميزة أخرى للصمغ هي أنه لا يؤثر عادة على مقاومة الرياح في السيارة. وفي الوقت نفسه ، إذا خرج طرف الظفر من إطار السيارة ، فسيؤدي ذلك إلى تأثير طفيف
الخطوة 4. ضع في اعتبارك دائمًا السلامة الهيكلية لإطار السيارة
العامل المقيد الوحيد عندما يتعلق الأمر بصنع إطار سيارة خفيف ورقيق هو هشاشته - إذا كان الإطار خفيفًا جدًا ، فسيكون الإطار هشًا لدرجة أن لقطة من مصيدة فئران ستلحق الضرر بالسيارة. الدقة في موازنة الكفاءة لتحقيق أقصى مسافة مع استقرار السيارة ستكون صعبة للغاية. ومع ذلك ، لا تخف من التجربة. نادرًا ما تنكسر مصيدة الفئران ، طالما لديك الكثير من مادة الإطار ، فلديك الحرية في ارتكاب الأخطاء.
إذا كنت تستخدم مادة هشة جدًا مثل خشب البلسا وتواجه مشكلة في تركيب الإطار معًا ، ففكر في إضافة مادة أقوى مثل المعدن أو البلاستيك إلى الجانب السفلي من الإطار. من خلال القيام بذلك ، تكون قد زادت القوة الهيكلية للسيارة بالإضافة إلى تقليل التغييرات في مقاومة الهواء ووزنها
طريقة 3 من 3: تعظيم قوة السيارة
الخطوة 1. امنح مصيدة الفئران "ذراعًا" طويلاً لزيادة نفوذها
تعمل معظم سيارات مصيدة الفئران على النحو التالي: يتم "إعداد" مصيدة الفئران ، ويتم لف حبل مرتبط بالمصيدة بعناية على أحد محاور العجلة ، وعندما يتم قطع الجهاز ، يرسل ذراع المصيدة العائمة الطاقة إلى المحور لقلب العجلات. نظرًا لأن ذراع المصيدة قصير جدًا ، فإن السيارة غير المصممة بعناية سوف تسحب الحبل بسرعة كبيرة وتتسبب في انزلاق العجلات وفقدان القوة. لسحب أبطأ وأكثر ثباتًا ، حاول ربط مكواة طويلة بالذراع التي تعمل كرافعة ، ثم حاول ربط طرف الحبل بالمكواة بدلًا من ربطه بالذراع.
استخدم المواد المناسبة كرافعة. يجب ألا تنحني الرافعة على الإطلاق بسبب شد الحبل - عندما يحدث هذا ، يتم إهدار الطاقة. يوصي العديد من المرشدين ببناء أكثر ثباتًا من البلسا أو دعامات البلسا مع إضافة حديد لرافعة قوية ولكن خفيفة الوزن
الخطوة 2. ضع المصيدة إلى أقصى حد ممكن
افترض أن المصيدة ستدور العجلة الخلفية. تريد وضع مصيدة الفئران بعيدًا عن الإطار بحيث لا تلمس العجلات الأمامية. كلما زادت المسافة بين المصيدة والعجلة ، كان ذلك أفضل - كلما طالت المسافة تعني أنك ستتمكن من دحرجة المزيد من الحبل حول المحور لسحب أبطأ ومزيد من القوة.
الخطوة الثالثة. ضمان الحد الأدنى من الاحتكاك على الأجزاء المتحركة من السيارة
لأقصى مسافة ، تريد استخدام ما يقرب من 100٪ من قوة مصيدة الفئران. هذا يعني أنه عليك تقليل "الاحتكاك" على أسطح السيارات التي تنزلق ضد بعضها البعض. استخدم مادة تشحيم لطيفة ، مثل WD 40 ، أو شحم السيارات أو المنتجات المماثلة للحفاظ على نقاط التلامس بين الأجزاء المتحركة للسيارة مشحمة بحيث "تعمل" السيارة بسلاسة قدر الإمكان.
تحدد العديد من كتيبات تصنيع مصيدة الفئران المحور على أنه المصدر الرئيسي للاحتكاك في سيارات مصيدة الفئران. لتقليل احتكاك المحور ، ضع أو رش كمية صغيرة من زيت التشحيم على كل محور متصل بالإطار. ثم ، إن أمكن ، اختبر الأرضية المشتركة عن طريق دحرجة العجلات للأمام والخلف
الخطوة 4. استخدم أقوى مصيدة فئران
في معظم الأحيان ، لصنع سيارة مصيدة فئران ، يُطلب من جميع الطلاب استخدام مصيدة فئران من نفس الحجم بحيث تتمتع كل سيارة بنفس القدر من القوة. ومع ذلك ، إذا كان مسموحًا بذلك ، استخدم المصائد التي تتمتع بقوة أكبر من المصائد العادية! توفر الفخاخ الأكبر ، مثل مصيدة فئران المجاري ، طاقة أكبر من مصيدة الفئران العادية. لكن هذا الفخ يتطلب أيضًا بنية هيكلية أكثر ثباتًا. خلاف ذلك ، يمكن أن يدمر هذا المصيدة السيارة أثناء القذف. تحتاج إلى تقوية إطار سيارتك ومحورها لتتناسب.
ضع في اعتبارك أن مصائد الصرف الصحي وغيرها من مصائد القوارض الكبيرة يمكن أن تكسر الأصابع. لذا ، كن حذرًا ، حتى عندما تكون متأكدًا من أن المصيدة متصلة بالفعل بالمحور ولن تنفجر بسهولة
نصائح
- إذا كان الحبل ملفوفًا حول المحور ، فقد يكون من الصعب على السيارة التحرك. يمكن أن تؤدي إضافة رابط كبير على عجلة القيادة إلى زيادة قوة الجر. في بعض الصور يوجد ملف مطاطي على المحور يعمل بمثابة "ترس" ويقلل من انزلاق الحبل.
- استخدم الرافعة الأطول لمد ذراع مصيدة الفئران إلى أقصى حد ممكن. ستجعل النهاية التي تعبر مسافة أطول من السهل عمل بكرة الحبل على العجلة بشكل أفضل. يمكن استخدام هوائي الراديو التالف كرافعة. يمكن استخدام أي شيء طويل وخفيف وغير مرن للغاية كرافعة مالية.
- قلل الاحتكاك على المحور عن طريق تقليل مساحة سطح الدعم الملامسة لمحور التوجيه. دعامات المحور المصنوعة من الفولاذ الرقيق لها احتكاك أقل من الثقوب المحفورة في الكتل الخشبية.
- قلل الصدمة باستخدام إسفنجة صغيرة تعمل كطعم الجبن. سيقلل هذا من قفزة السيارة عندما ينكسر ذراع الرافعة.
- يعد ضبط خطوط المحاور والمحامل أمرًا ضروريًا لتقليل الاحتكاك وتحسين الأداء.
- قلل الاحتكاك عن طريق تطبيق Molykote® وهو مادة تشحيم مسحوقية تعتمد على ثاني كبريتيد الموليبدينوم في المحاور والعجلات ونوابض مصيدة الفئران.
- خذ القرص المضغوط والمحور إلى متجر الأجهزة إذا كنت تشتري سدادات. "قد" يساعد في الحصول على الحجم الصحيح في المرة الأولى.
يمكنك عرض جهود الطلاب على موقع Mouse Trap Car Challenge.
- قم بزيادة الاحتكاك عن طريق شمع الحبل باستخدام شمعة ضوئية. من خلال توفير الشمع ، يكون للحبل شد أفضل على المحور.
- قم بزيادة الاحتكاك عند الحاجة باستخدام شريط مطاطي أو لاصق أو وضع مادة لاصقة حول المحور حيث يتم لف الحبل. سوف يدور الحبل المحور ولن ينزلق.
- تقليل الكتلة باستخدام العصي الخفيفة لأجزاء الجسم من موبي. سيؤدي تقليل الكتلة أيضًا إلى تقليل الاحتكاك على دعامات المحور.
أشياء يجب معرفتها
- نسبة العجلة إلى المحور: للمسافة ، استخدم عجلة كبيرة ومحور صغير. تخيل العجلة الخلفية للدراجة. التروس الصغيرة والعجلات الكبيرة.
- التعطيل: ما مقدار الطاقة اللازمة لتشغيل السيارة؟ تتطلب السيارات الأخف طاقة أقل. اخفض كتلة مركبتك لأفضل مسافة..
- معدل إطلاق الطاقة: إذا تم إطلاق الطاقة ببطء ، فسيتم استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة ، وستتحرك السيارة أكثر. إحدى طرق إبطاء هذا التحرير هي إطالة ذراع الرافعة. يتحرك الذراع الأطول لمسافة أبعد ويترك مساحة أكبر لبكرة الحبل حول المحور. سوف تتحرك السيارة أكثر ، ولكن ببطء أكثر.
- احتكاك: قلل الاحتكاك على المحور عن طريق تقليل منطقة التلامس. تستخدم الأقواس المصنوعة من الفولاذ الرقيق كمثال. في البداية ، يتم حفر ثقب في كتلة الخشب المستخدمة لتثبيت المحور. بعد ذلك ، وبسبب مساحة السطح الأكبر ، تستخدم السيارة الطاقة للتعامل مع الاحتكاك بدلاً من الحركة.
- يحذب: هذا ما يشار إليه بالاحتكاك عند استخدامه كميزة. يجب تعظيم الاحتكاك عند الحاجة (حيث يتم لف الحبل حول المحور وحيث تلتقي العجلة بالأرض). الحبال المنزلقة أو العجلات ستهدر الطاقة.
تحذير
- هناك حد لمقدار الطاقة المتاحة ؛ أي السلطة لكل. السيارة التي تم تمثيلها هي بالفعل مثال يحقق أقصى قدر من الكفاءة تقريبًا. إذا كانت الرافعات أطول ، أو كانت العجلات أكبر ، فإن السيارة "لن تتحرك على الإطلاق!" في هذه الحالة ، يمكن "تدوير" الطاقة المحررة بدفع الهوائي للداخل (تقصير الذراع).
- فخاخ الفأر خطيرة للغاية. يمكنك كسر إصبعك. اطلب المساعدة من شخص بالغ. يمكنك أن تتأذى ويمكنك أيضًا كسر الفخاخ!
- كن حذرًا عند استخدام الأدوات أو تقطيع الخشب أو عند استخدام المواد الخطرة. يجب عليك دائمًا طلب المساعدة من شخص بالغ عند العمل.
