콘텐츠

• 단계로
• 3 가지 방법 중 1 : 휠 최적화
• 방법 2/3 : 섀시 조정
• 3 가지 방법 중 3 : 전력 극대화
• 팁
• 고려할 사항
• 경고

그래서 물리학 교사는 "쥐덫"으로 자동차를 만들 것을 의뢰했습니다. 가능한 한 멀리 운전하기 위해 쥐덫의 스프링 작동으로 구동되는 소형 차량을 만들고 설계하고 제작하는 것입니다. 학급의 다른 학생들보다 더 나은 사람이되고 싶다면 가능한 한 효율적으로 차를 만들어 "차"에서 구석 구석 움츠 리게해야합니다. 올바른 접근 방식을 사용하면 일반적인 가정용 자재 만 사용하여 최대 거리에 대한 차량 설계를 간소화 할 수 있습니다. 많은 노력을 절약하기 위해 그러한 차량의 키트를 구입할 수도 있습니다.

단계로

3 가지 방법 중 1 : 휠 최적화

1. 더 큰 뒷바퀴를 사용하십시오. 큰 바퀴는 작은 바퀴보다 회전 관성이 더 큽니다. 실제로 이것은 일단 구르기 시작하면 멈추기가 더 어렵다는 것을 의미합니다. 이로 인해 큰 바퀴는 거리가 중요한 대회에 적합합니다. 이론적으로는 작은 바퀴보다 빠르게 가속되지만 훨씬 더 오래 굴러 가고 일반적으로 더 먼 거리를 커버합니다. 따라서 최대 거리를 확보하려면 구동축 (쥐덫이 부착 된 바퀴, 일반적으로 후면)에 연결된 바퀴를 매우 크게 만드십시오.
   • 앞바퀴는 조금 덜 중요합니다. 크거나 작을 수 있습니다. 차량을 클래식 드래그 레이서처럼 보이게하려면 큰 뒷바퀴와 작은 앞바퀴를 선택하십시오.
2. 얇고 가벼운 바퀴를 사용하십시오. 더 얇은 바퀴는 마찰이 적다는 것을 의미하며 거리가 마우스 트랩 차량으로 원하거나 필요한 경우 더 멀리 굴릴 수 있습니다. 바퀴 자체의 무게를 고려하는 것도 중요합니다. 불필요한 무게는 결국 차의 속도를 늦추거나 추가 마찰을 유발합니다. 또한 넓은 바퀴가 자동차의 공기 저항에 약간의 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이러한 이유로 자동차에 사용할 수있는 가장 얇고 가벼운 휠을 사용하는 것이 좋습니다.
   • 오래된 CD 또는 DVD는 이러한 목적에 매우 적합합니다. 크고 얇으며 매우 가볍습니다. 이 경우 와셔를 사용하여 CD 중앙의 구멍을 줄일 수 있습니다 (축이 더 잘 맞도록).
   • 오래된 비닐 레코드 (턴테이블 용)에 액세스 할 수있는 경우 이러한 레코드도 매우 잘 작동하지만 가장 작은 마우스 트랩에는 너무 무거울 수 있습니다.
3. 좁은 리어 액슬을 사용하십시오. 후륜 구동 차량이라고 가정하면 후륜은 리어 액슬을 돌릴 때마다 회전합니다. 리어 액슬이 매우 작 으면 쥐덫 차량이 더 넓은 경우보다 동일한 길이의 로프로 더 많은 시간을 회전 할 수 있습니다. 이것은 뒷바퀴를 더 자주 돌리는 것으로 해석되어 더 먼 거리를 의미합니다! 그렇기 때문에 사용 가능한 가장 얇은 소재로 차축을 만드는 것이 현명한 생각이며 프레임과 바퀴의 무게를 여전히 지탱할 수 있습니다.
   • 좁은 나무 다월은 여기에서 쉽게 구할 수있는 좋은 선택입니다. 얇은 금속 막대에 접근 할 수있는 경우 훨씬 더 좋습니다. 윤활하면 일반적으로 마찰이 적습니다.
4. 바퀴의 가장자리를 거칠게하여 견인력을 만듭니다. 함정이 닫힐 때 바퀴가 바닥에서 미끄러지면 에너지가 낭비됩니다. 쥐덫이 바퀴를 회전하지만 추가 거리는 얻지 못합니다. 이런 일이 차에 발생하면 뒷바퀴에 원자재를 추가하면 견인력이 향상 될 수 있습니다. 체중을 줄이려면 바퀴 끝 부분에 그립을주는 데 필요한만큼만 사용하십시오. 적합한 재료는 다음과 같습니다.
   • 전기 테이프
   • 고무 밴드
   • 깨진 풍선
   • 또한 출발 선의 뒷바퀴 아래에 사포 조각이 있으면 차량이 움직이기 시작할 때 (미끄러질 가능성이 가장 높은 경우) 미끄러짐을 줄일 수 있습니다.

방법 2/3 : 섀시 조정

1. 가능한 한 가장 가벼운 섀시를 만드십시오. 무엇보다 차는 가벼워 야합니다. 차의 질량이 작을수록 더 좋습니다. 차의 섀시를 깎을 수있는 모든 그램 또는 밀리그램은 차의 무게를 조금씩 더 늘릴 것입니다. 마우스 트랩과 휠 축을 제자리에 유지하는 데 필요한 것 이외의 다른 재료를 섀시에 사용하지 마십시오. 낭비되는 공간이 보이면 제거하거나 불가능한 경우 파워 드릴로 구멍을 뚫어 무게를 줄이십시오. 또한 섀시에 가장 가벼운 재료가 필요합니다. 다음은 적합한 몇 가지 예입니다.
   • 발사 우드
   • 단단한 플라스틱 판
   • 얇고 가벼운 금속 시트 (알루미늄 / 주석 루핑 등)
   • 조립 완구 (케이 넥스, 레고 등)
2. 섀시를 길고 좁게 만드십시오. 이상적으로 자동차는 공기 역학적이어야합니다. 즉, 이동할 방향으로 가능한 한 작은 영역이 있어야합니다. 이것을 화살, 쾌속정, 비행기 또는 창과 비교하십시오. 최대 효율을 염두에두고 설계된 차량은 항력을 최소화하기 위해 거의 항상 길고 가느 다란 모양을 갖습니다. 쥐덫 차량의 경우 섀시가 수평 및 수직으로 좁아 야 함을 의미합니다 (섀시를 쥐덫 자체보다 좁게 만드는 것은 어렵지만).
   • 차량에 가능한 한 가장 좁고 작은 프로파일을 제공하여 드래그를 최소화하는 것을 잊지 마십시오. 지면에 서서 정면에서 차를 바라보고 차의 프로필을 불필요하게 크게 만드는 섀시 조각을 확인하십시오.
3. 가능하면 손톱 대신 접착제를 사용하십시오. 가능하면 못, 핀 또는 기타 무거운 재료보다는 자동차 디자인에 접착제를 사용하십시오. 예를 들어, 마우스 트랩을 섀시에 부착하기 위해 몇 개의 작은 접착제 점만 사용하면됩니다. 일반적으로 접착제는 못뿐만 아니라 불필요한 무게를 추가 할 수 있습니다. 학교용 접착제가 아닌 슈퍼 접착제를 사용하십시오. 후자는 잘 붙지 않습니다.
   • 접착제의 또 다른 장점은 일반적으로 자동차의 공기 저항에 영향을 미치지 않는다는 것입니다. 반면에 못의 한쪽 끝이 섀시에서 튀어 나오면 할 수있다 작은 효과가 있습니다.
4. 섀시의 구조적 무결성을 염두에 두십시오. 쥐덫 자동차의 섀시를 얼마나 가볍고 슬림하게 만들 수 있는지에 대한 유일한 제한 요소는 취약성입니다. 자동차가 너무 가벼우면 쥐덫을 닫는 동작으로 인해 자동차가 파손될 수 있습니다. 최대 거리에 도달하는 것과 차량을 불안정하게 만드는 것 사이의 미묘한 균형은 제대로하기가 매우 까다로울 수 있지만 대담하게 실험 해보십시오. 쥐덫 자체는 절대 부러지지 않을 가능성이 높으므로 여분의 섀시 재료가있는 한 실수 할 수 있습니다.
   • 발사 나무와 같이 깨지기 쉬운 재료를 사용하고 섀시를 고정하는 데 어려움을 겪고있는 경우 섀시 바닥에 더 견고한 재료 (예 : 금속 또는 플라스틱)의 작은 조각을 추가하는 것이 좋습니다. 이것은 자동차의 구조적 강도를 증가시키고 공기 저항과 무게의 변화를 제한합니다.

3 가지 방법 중 3 : 전력 극대화

1. 쥐덫에 긴 "팔"을 주어 레버리지를 높이십시오. 대부분의 쥐덫 자동차는 다음과 같이 작동합니다. 쥐덫이 '세트'되고 쥐덫 팔에 묶인 로프가 바퀴 축 중 하나를 조심스럽게 감싸고 트랩이 찰칵 소리를 내면 트랩의 흔들리는 암이 에너지를 바퀴를 돌리는 차축. halyard의 팔이 매우 짧기 때문에 차를 조심스럽게 구성하지 않으면 벨트를 너무 빨리 당겨 바퀴가 미끄러 져 에너지를 낭비 할 수 있습니다. 느리고 안정적으로 당기려면 긴 막대를 팔에 부착하여 지렛대 역할을 한 다음, 팔 자체가 아닌 줄 끝을 묶으십시오.
   • 레버에 맞는 재료를 사용하는 것이 중요합니다. 손잡이는 줄의 장력으로 인해 전혀 구부러지지 않아야합니다. 이는 에너지가 낭비되고 있음을 의미합니다. 많은 매뉴얼은 견고하면서도 가벼운 레버리지를 위해 견고한 발사 구조 또는 금속으로 강화 된 발사를 권장합니다.
2. 트랩을 가능한 한 앞으로 배치하십시오. 트랩이 뒷바퀴를 구동한다고 가정하고 마우스 트랩을 앞바퀴를 건드리지 않고 최대한 앞쪽으로 섀시에 놓습니다. halyard와 바퀴 사이의 거리가 멀수록 좋습니다. 거리가 멀수록 그물을 위해 차축 주위에 더 많은 로프를 감쌀 수 있습니다. 조금 더 느리고 꾸준한 당기는 힘.
3. 움직이는 부품에 최소한의 마찰이 있는지 확인하십시오. 최대한의 거리를 위해 마우스 트랩의 힘을 최대한 많이 사용하려고합니다. 이것은 마찰 포인트가 서로 미끄러지는 차량 표면에 WD-40, 재봉틀 오일 또는 유사한 제품과 같은 순한 윤활제를 사용하여 자동차가 가능한 한 부드럽게 "움직 이도록"자동차의 움직이는 부분 사이의 접점에 기름을 바르십시오.
   • 마우스 트랩 차량에 대한 모든 건물 설명은 차축이 그러한 차량의 주요 마찰 원인임을 나타냅니다. 차축의 마찰을 최소화하려면 섀시와 만나는 각 차축에 약간의 윤활제를 문지르거나 분사하고, 가능하면 바퀴를 앞뒤로 밀어 접촉 지점으로 작업하십시오.
4. 가능하면 가장 강력한 마우스 트랩을 사용하십시오. 일반적으로 모든 학생들은이 작업에 동일한 마우스 트랩을 사용하여 각 자동차가 동일한 힘을 갖도록해야합니다. 그러나 이러한 제한이 없다면 찾을 수있는 가장 강력한 쥐덫을 사용하십시오! 쥐 함정과 같은 더 큰 함정은 기본 마우스 함정보다 훨씬 더 많은 힘을 제공하지만 더 튼튼한 구조가 필요하며 닫히면 차가 파손될 수 있으므로 섀시 및 / 또는 차축을 강화하고 조정해야 할 수 있습니다.
   • 쥐덫 및 기타 대형 설치류 함정은 손가락을 쉽게 부러 뜨릴 수 있으므로 함정이 샤프트에 부착되어 있고 자유롭게 닫힐 수없는 경우에도 가장자리에있는 함정을 처리하십시오.

팁

• 구동축과 접촉하는 지지대의 면적을 최소화하여 샤프트의 마찰을 줄입니다. 얇은 강철 샤프트 지지대는 통나무에 뚫은 구멍보다 마찰이 적습니다.
• 치즈 부위에 스폰지 조각을 올려 충격을 줄입니다. 이것은 레버 암이 아래로 접힐 때 차량이 너무 많이 튀는 것을 방지합니다.
• 차축과 서스펜션 정렬은 마찰을 줄이고 성능을 향상시키는 데 중요합니다.
• 세탁기를 사면 CD와 축을 가지고 철물점에 가십시오. 이렇게하면 처음에 올바른 크기를 얻을 가능성이 높아집니다.
• "Mouse Trap Car Challenge"웹 사이트에서 다양한 학생 프로젝트를 볼 수 있습니다.
• 캔들 왁스로 로프를 왁싱하여 마찰을 증가시킵니다. 왁싱하면 로프가 샤프트에서 더 잘 당깁니다.
• 끈이 감긴 샤프트 주위에 고무 밴드 또는 테이프를 사용하여 필요한 경우 마찰을 증가시킵니다. 로프는 샤프트를 돌려야하며 미끄러지지 않아야합니다.
• 간단한 라이트 스틱을 차체로 사용하여 질량을 줄이십시오. 질량을 줄이면 액슬 잭의 마찰도 줄어 듭니다.
• 차축이 흔들리지 않도록하거나 좌우로 움직이는 지 확인하는 것이 좋습니다.
• 움직일 수있을만큼 충분히 크게 만들면서 가능한 한 적은 질량을 차에 사용하십시오.

고려할 사항

• 바퀴 / 축 비율: 거리는 큰 바퀴와 작은 축을 사용합니다. 자전거의 뒷바퀴를 생각해보십시오. 작은 드라이브와 큰 바퀴.
• 지지: 시동을 걸려면 얼마나 많은 에너지가 필요합니까? 가벼운 차는 덜 필요합니다. 가장 먼 거리를 위해 차량의 질량을 줄이십시오.
• 에너지 방출: 에너지가 느리게 방출되면 동력이 더 효율적으로 사용되어 차가 더 멀리 주행합니다. 이 릴리스를 늦추는 한 가지 방법은 레버 암을 늘리는 것입니다. 더 긴 팔은 더 먼 거리를 이동하고 차축 주위에 더 많은 로프를 만듭니다. 차는 계속되지만 느리다.
• 마찰: 접촉 면적을 최소화하여 샤프트의 마찰을 최소화합니다. 이 예에서는 얇은 강철 브래킷이 사용됩니다. 처음에는 재를 담기 위해 통나무에 구멍을 뚫었습니다. 증가 된 표면적 덕분에 자동차가 앞으로 나아가는 대신 마찰을 극복하기 위해 에너지를 사용할 수 있기 때문에 이것은 생략되었습니다.
• 견인: 이것은 당신이 유리하게 사용하는 마찰입니다. 필요한 경우 마찰을 극대화해야합니다 (로프가 축을 감싸고 바퀴가 바닥에 닿는 위치). 로프 나 바퀴를 미끄러지는 것은 낭비되는 에너지와 같습니다.

경고

• 사용 가능한 에너지의 양에는 한계가 있습니다 : 스프링의 힘. 사진에 나오는 차는 최대치에 가깝습니다. 레버 암이 더 길거나 바퀴가 더 크다면 차는 전혀 움직이지 마! 이 경우 안테나를 살짝 밀면 (핸들을 줄임) 에너지 출력을 "조정"할 수 있습니다.
• 마우스 트랩은 위험합니다. 손가락이 부러 질 수 있습니다. 항상 성인의 감독을 받으십시오. 다칠 수 있고 넘어 질 수 있습니다!
• 도구, 톱질 목재 또는 기타 유해한 재료에주의하십시오. 거기 확인 항상 성인 감독은 프로젝트 작업을 할 때입니다.