Inhalt

• Schreiten
• Methode 1 von 3: Räder optimieren
• Methode 2 von 3: Passen Sie das Chassis an
• Methode 3 von 3: Maximieren Sie die Leistung
• Tipps
• Dinge, die man beachten muss
• Warnungen

Deshalb hat der Physiklehrer Sie beauftragt, aus einer "Mausefalle" ein Auto zu machen: Erstellen, entwerfen und bauen Sie ein kleines Fahrzeug, das von der federbelasteten Aktion einer Mausefalle angetrieben wird, um es so weit wie möglich zu fahren. Wenn Sie besser sein wollen als die anderen Schüler in Ihrer Klasse, müssen Sie Ihr Auto so effizient wie möglich gestalten, damit Sie jeden Zentimeter aus Ihrem "Auto" herausholen können. Mit dem richtigen Ansatz ist es möglich, das Design Ihres Autos für maximale Entfernung zu optimieren, indem nur gängige Haushaltsmaterialien verwendet werden. Möglicherweise können Sie auch einen Bausatz für ein solches Fahrzeug kaufen, um sich viel Aufwand zu ersparen.

Schreiten

Methode 1 von 3: Räder optimieren

1. Verwenden Sie größere Hinterräder. Große Räder haben eine größere Rotationsträgheit als kleine Räder. In der Praxis bedeutet dies, dass es schwieriger ist, sie zu stoppen, sobald sie anfangen zu rollen. Dies macht große Räder perfekt für Wettkämpfe, bei denen die zurückgelegte Strecke wichtig ist - theoretisch beschleunigen sie weniger schnell als kleinere Räder, rollen jedoch viel länger und legen im Allgemeinen eine größere Strecke zurück. Machen Sie für den maximalen Abstand die an der Antriebswelle angebrachten Räder (diejenige, an der die Mausefalle angebracht ist, normalerweise die hintere) sehr groß.
   • Das Vorderrad ist etwas weniger wichtig - es kann groß oder klein sein. Um Ihr Fahrzeug wie einen klassischen Drag Racer aussehen zu lassen, wählen Sie große Hinterräder und kleinere Vorderräder.
2. Verwenden Sie dünne, leichte Räder. Dünnere Räder bedeuten weniger Reibung und können weiter rollen, wenn der Abstand mit Ihrem Mausefallenfahrzeug gewünscht oder benötigt wird. Es ist auch wichtig, das Gewicht der Räder selbst zu berücksichtigen - jedes Gewicht, das nicht benötigt wird, verlangsamt möglicherweise Ihr Auto oder führt zu zusätzlicher Reibung. Darüber hinaus ist zu beachten, dass breite Räder den Luftwiderstand des Fahrzeugs sogar geringfügig beeinträchtigen können. Aus diesen Gründen sollten Sie die dünnsten und leichtesten Räder verwenden, die für Ihr Auto verfügbar sind.
   • Alte CDs oder DVDs eignen sich sehr gut für diesen Zweck - sie sind groß, dünn und extrem leicht. In diesem Fall kann eine Unterlegscheibe verwendet werden, um das Loch in der Mitte der CD zu verkleinern (damit die Achse besser passt).
   • Wenn Sie Zugriff auf eine alte Schallplatte (für einen Plattenspieler) haben, funktionieren diese auch sehr gut, obwohl sie für die kleinsten Mausefallen möglicherweise zu schwer sind.
3. Verwenden Sie eine schmale Hinterachse. Angenommen, es handelt sich um ein Auto mit Hinterradantrieb, drehen sich die Hinterräder jedes Mal, wenn Sie die Hinterachse drehen. Wenn Ihre Hinterachse extrem klein ist, kann sich Ihr Mausefallenauto bei gleicher Seillänge mehrmals drehen, als wenn es breiter wäre. Dies führt dazu, dass Sie Ihre Hinterräder häufiger drehen, was eine größere Distanz bedeutet! Deshalb ist es eine vernünftige Idee, Ihre Achse aus dem dünnsten verfügbaren Material herzustellen, und das kann trotzdem das Gewicht des Rahmens und der Räder tragen.
   • Schmale Holzdübel sind hier eine gute, leicht verfügbare Wahl. Wenn Sie Zugang zu dünnen Metallstangen haben, sind diese sogar noch besser - wenn sie geschmiert werden, verursachen sie normalerweise weniger Reibung.
4. Schaffen Sie Traktion, indem Sie die Kanten der Räder aufrauen. Wenn die Räder beim Schließen der Falle auf dem Boden rutschen, wird Energie verschwendet - die Mausefalle dreht die Räder, aber Sie erhalten keinen zusätzlichen Abstand. Wenn dies Ihrem Auto passiert, kann das Hinzufügen von Rohmaterial zu den Hinterrädern die Traktion verbessern. Um Ihr Gewicht niedrig zu halten, verwenden Sie nur so viel wie nötig, um den Enden der Räder etwas Halt zu geben und nicht mehr. Einige geeignete Materialien sind:
   • Klebeband
   • Gummibänder
   • Gebrochene Luftballons
   • Zusätzlich kann ein Stück Sandpapier unter den Hinterrädern an der Startlinie das Schleudern verringern, wenn sich das Auto in Bewegung setzt (wenn das Schleudern am wahrscheinlichsten ist).

Methode 2 von 3: Passen Sie das Chassis an

1. Bauen Sie das leichteste Chassis, das möglich ist. Vor allem sollte Ihr Auto leicht sein. Je kleiner die Masse Ihres Autos ist, desto besser - jedes Gramm oder Milligramm, das Sie vom Chassis Ihres Autos rasieren können, bringt es ein wenig weiter. Versuchen Sie nicht, zusätzliches Material für das Chassis zu verwenden, das nicht erforderlich ist, um die Mausefalle und die Radachsen in Position zu halten. Wenn Sie Platzverschwendung feststellen, entfernen Sie ihn oder stanzen Sie, falls nicht möglich, mit einer Bohrmaschine Löcher hinein, um das Gewicht zu reduzieren. Sie benötigen außerdem das leichteste Material für Ihr Chassis. Hier sind nur einige Beispiele, die geeignet sein könnten:
   • Balsaholz
   • Hartplastikplatten
   • Dünne, leichte Metallbleche (Aluminium- / Blechdach usw.)
   • Spielzeug bauen (K’NEX, Lego usw.)
2. Machen Sie das Chassis lang und schmal. Idealerweise sollte das Auto aerodynamisch sein - das heißt, es hat eine möglichst kleine Fläche in Fahrtrichtung. Vergleichen Sie dies mit einem Pfeil, einem Schnellboot, einem Flugzeug oder einem Speer - ein Fahrzeug, das auf maximale Effizienz ausgelegt ist, hat fast immer eine lange, schlanke Form, um den Luftwiderstand zu minimieren. Für die Zwecke Ihres Mausefallenautos bedeutet dies, dass Ihr Chassis sowohl horizontal als auch vertikal schmal sein muss (obwohl es schwierig sein wird, das Chassis schmaler als die Mausefalle selbst zu machen).
   • Vergessen Sie nicht, den Luftwiderstand zu minimieren, indem Sie Ihrem Auto das engste und kleinste mögliche Profil geben. Stellen Sie sich auf den Boden und betrachten Sie Ihr Auto von vorne, um Teile des Fahrgestells zu sehen, die das Profil Ihres Autos unnötig groß machen.
3. Verwenden Sie nach Möglichkeit Kleber anstelle von Nägeln. Versuchen Sie nach Möglichkeit, Klebstoff für das Design Ihres Autos zu verwenden, anstatt Nägel, Stifte oder andere schwerere Materialien. Zum Beispiel müssen Sie nur ein paar kleine Klebepunkte verwenden, um Ihre Mausefalle am Gehäuse zu befestigen. Im Allgemeinen hält der Kleber genauso gut wie die Nägel, was zu unnötigem Gewicht führen kann. Verwenden Sie Superkleber, keinen Schulkleber, da letzterer nicht sehr gut hält.
   • Ein weiterer Vorteil von Kleber ist, dass er normalerweise den Luftwiderstand Ihres Autos nicht beeinflusst. Wenn andererseits eines der Enden eines Nagels aus Ihrem Chassis herausragt, können es hat eine kleine Wirkung.
4. Beachten Sie die strukturelle Integrität Ihres Chassis. Der einzige einschränkende Faktor, wenn es darum geht, wie leicht und schlank das Chassis Ihres Mausefallenautos sein kann, ist seine Zerbrechlichkeit. Wenn das Auto zu leicht ist, kann es so zerbrechlich werden, dass das Schließen der Mausefalle das Auto beschädigen kann. Das empfindliche Gleichgewicht zwischen dem Erreichen der maximalen Entfernung und dem Instabilisieren Ihres Autos kann ziemlich schwierig sein, aber es ist mutig zu experimentieren. Die Mausefalle selbst wird wahrscheinlich niemals brechen. Solange Sie zusätzliches Fahrgestellmaterial haben, können Sie Fehler machen.
   • Wenn Sie ein besonders zerbrechliches Material wie Balsaholz verwenden und Probleme haben, Ihr Chassis zusammenzuhalten, sollten Sie einen kleinen Streifen aus einem stabileren Material (wie Metall oder Kunststoff) an der Unterseite des Chassis anbringen. Dies erhöht die strukturelle Festigkeit des Fahrzeugs und begrenzt die Änderung des Luftwiderstands und des Gewichts.

Methode 3 von 3: Maximieren Sie die Leistung

1. Geben Sie Ihrer Mausefalle einen langen "Arm", um die Hebelwirkung zu erhöhen. Die meisten Mausefallenautos funktionieren so: Die Mausefalle wird „gesetzt“, ein am Arm der Mausefalle befestigtes Seil wird sorgfältig um eine der Radachsen gewickelt, und wenn die Falle einrastet, überträgt der schwingende Arm der Falle seine Energie auf die Achse, damit sich die Räder drehen. Da der Arm des Falles ziemlich kurz ist, kann das Auto, wenn es nicht sorgfältig konstruiert ist, zu schnell am Riemen ziehen, wodurch die Räder durchrutschen und Energie verschwenden. Für einen langsameren, stabileren Zug befestigen Sie einen langen Stock am Arm, um als Hebel zu fungieren, und binden Sie dann das Ende der Schnur daran und nicht am Arm selbst fest.
   • Es ist wichtig, das richtige Material für Ihren Hebel zu verwenden. Der Griff sollte sich unter der Spannung der Saite überhaupt nicht verbiegen - dies bedeutet, dass Energie verschwendet wird. In vielen Handbüchern werden robuste Balsastrukturen oder mit Metall verstärkte Balsa empfohlen, um eine feste und dennoch leichte Hebelwirkung zu erzielen.
2. Positionieren Sie die Falle so weit wie möglich nach vorne. Angenommen, die Falle treibt die Hinterräder an, platzieren Sie die Mausefalle so weit wie möglich vorne am Fahrgestell, ohne die Vorderräder zu berühren. Je größer der Abstand zwischen dem Fall und den Rädern ist, desto besser - mehr Abstand bedeutet, dass Sie mehr Seil für das Netz um die Achse wickeln können ein kleines bisschen mehr langsame und stetige Zugkraft.
3. Stellen Sie sicher, dass die beweglichen Teile nur eine minimale Reibung aufweisen. Für maximale Entfernung möchten Sie so viel Kraft wie möglich von Ihrer Mausefalle nutzen. Dies bedeutet eine Reduzierung der Reibung auf Oberflächen Ihres Autos, auf denen Punkte gegeneinander gleiten. Verwenden Sie ein mildes Schmiermittel wie WD-40, Nähmaschinenöl oder ein ähnliches Produkt, um die Kontaktpunkte zwischen den beweglichen Teilen eines Autos gut geölt zu halten, damit sich das Auto so reibungslos wie möglich "bewegt".
   • Alle Gebäudebeschreibungen für ein Mausefallenauto zeigen, dass die Achse die Hauptreibungsquelle in einem solchen Fahrzeug ist. Um die Reibung an der Achse zu minimieren, reiben oder sprühen Sie ein wenig Schmiermittel auf jede Achse, wo sie auf das Fahrgestell trifft, und arbeiten Sie es, wenn möglich, in den Kontaktpunkt, indem Sie die Räder hin und her schieben.
4. Wenn Sie können, verwenden Sie die leistungsstärkste Mausefalle, die möglich ist. Normalerweise müssen alle Schüler für diese Aufgabe dieselbe Mausefalle verwenden, damit jedes Auto die gleiche Leistung hat. Wenn Sie diese Einschränkung jedoch nicht haben, verwenden Sie die leistungsstärkste Mausefalle, die Sie finden können! Größere Fallen wie Rattenfallen bieten viel mehr Leistung als einfache Mausefallen, erfordern jedoch auch stabilere Strukturen und können das Auto beschädigen, wenn sie schließen. Daher müssen Sie möglicherweise Ihr Fahrgestell und / oder Ihre Achsen verstärken und anpassen.
   • Denken Sie daran, dass Rattenfallen und andere große Nagetierfallen leicht Ihre Finger brechen können. Behandeln Sie daher Kantenfallen, auch wenn Sie sicher sind, dass die Falle an Ihrem Schaft befestigt ist und nicht frei zuklappen kann.

Tipps

• Reduzieren Sie die Reibung auf der Welle, indem Sie den Bereich des Trägers minimieren, der die Antriebswelle berührt. Ein Träger für die dünnen Stahlwellen hat weniger Reibung als ein Loch, das durch einen Stamm gebohrt wird.
• Reduzieren Sie die Erschütterungen, indem Sie ein Stück Schwamm auf den Bereich des Käses legen. Dies verhindert, dass das Auto beim Herunterklappen des Hebelarms zu stark springt.
• Die Ausrichtung von Achse und Aufhängung ist entscheidend, um die Reibung zu verringern und die Leistung zu verbessern.
• Wenn Sie eine Waschmaschine kaufen, nehmen Sie eine CD und die Achse mit zum Baumarkt. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Sie beim ersten Mal die richtige Größe erhalten.
• Sie können viele verschiedene Studentenprojekte auf der Website "Mouse Trap Car Challenge" sehen.
• Erhöhen Sie die Reibung, indem Sie das Seil mit Kerzenwachs wachsen. Durch das Wachsen hat das Seil einen besseren Zug am Schaft.
• Erhöhen Sie gegebenenfalls die Reibung, indem Sie ein Gummiband oder Klebeband um den Schaft legen, auf den die Schnur gewickelt ist. Das Seil sollte die Welle drehen und nicht verrutschen.
• Reduzieren Sie die Masse, indem Sie einen einfachen Leuchtstab als Karosserie verwenden. Durch die Reduzierung der Masse wird auch die Reibung an den Achswinden verringert.
• Es ist hilfreich sicherzustellen, dass Ihre Achse nicht wackelt oder sich nach links und rechts bewegt.
• Verwenden Sie so wenig Masse wie möglich für das Auto, während es dennoch groß genug ist, um sich zu bewegen.

Dinge, die man beachten muss

• Rad / Achs-Verhältnis: Verwenden Sie für den Abstand große Räder und eine kleine Achse. Denken Sie an das Hinterrad eines Fahrrads. ein kleiner Antrieb und ein großes Rad.
• Langsamkeit: Wie viel Energie braucht es, um Ihr Auto zu starten? Ein leichteres Auto braucht weniger. Verringern Sie die Masse Ihres Fahrzeugs für die größte Entfernung.
• Freisetzung von Energie: Wenn die Energie langsam freigesetzt wird, wird der Strom effizienter genutzt und das Auto fährt weiter. Eine Möglichkeit, diese Freigabe zu verlangsamen, besteht darin, den Hebelarm zu verlängern. Ein längerer Arm legt eine größere Strecke zurück und erzeugt mehr Seil um die Achse. Das Auto fährt weiter, aber langsamer.
• Reibung: Minimieren Sie die Reibung auf der Welle, indem Sie die Kontaktfläche minimieren. In diesem Beispiel wird eine dünne Stahlhalterung verwendet. Am Anfang wurde ein Loch durch einen Baumstamm gebohrt, um die Asche zu halten. Dies wurde weggelassen, da die vergrößerte Oberfläche es dem Auto ermöglicht, Energie zur Überwindung der Reibung zu verwenden, anstatt sich vorwärts zu bewegen.
• Traktion: Dies ist Reibung, die Sie zu Ihrem Vorteil nutzen. Die Reibung sollte bei Bedarf maximiert werden (wo sich das Seil um die Achse wickelt und wo die Räder mit dem Boden in Kontakt kommen). Durchrutschende Seile oder Räder bedeuten Energieverschwendung.

Warnungen

• Die verfügbare Energiemenge ist begrenzt: die Kraft der Feder. Das abgebildete Auto ist nahe am Maximum. Wenn der Hebelarm länger gewesen wäre oder die Räder größer gewesen wären, würde das Auto beweg dich überhaupt nicht! In diesem Fall kann die Energieabgabe durch leichtes Drücken der Antennen (Verkürzen des Griffs) "eingestellt" werden.
• Mausefallen sind gefährlich. Sie könnten sich einen Finger brechen. Lassen Sie immer einen Erwachsenen beaufsichtigen. Sie könnten verletzt werden und der Sturz könnte brechen!
• Seien Sie vorsichtig mit Werkzeugen, Holzsägen oder schädlichen Materialien. Stellen Sie dort sicher immer Die Aufsicht durch Erwachsene erfolgt, wenn Sie an dem Projekt arbeiten.