Isi

• Melangkah
• Metode 1 dari 3: Optimalkan roda
• Metode 2 dari 3: Sesuaikan sasis
• Metode 3 dari 3: Maksimalkan daya
• Tips
• Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan
• Peringatan

Jadi, guru fisika telah menugaskan Anda untuk membuat mobil dari "perangkap tikus": buat, rancang, dan buat kendaraan kecil yang didukung oleh aksi perangkap tikus dengan pegas untuk mengendarainya sejauh mungkin. Jika Anda ingin menjadi lebih baik daripada siswa lain di kelas Anda, Anda perlu membuat mobil Anda seefisien mungkin sehingga Anda dapat mengeluarkan setiap inci dari "mobil" Anda. Dengan pendekatan yang tepat, dimungkinkan untuk merampingkan desain mobil Anda untuk jarak maksimum hanya dengan menggunakan bahan rumah tangga biasa. Anda mungkin juga bisa membeli seperangkat kendaraan semacam itu untuk menghemat banyak tenaga.

Melangkah

Metode 1 dari 3: Optimalkan roda

1. Gunakan roda belakang yang lebih besar. Roda besar memiliki kelembaman rotasi yang lebih besar daripada roda kecil. Dalam praktiknya, ini berarti bahwa begitu mereka mulai berguling, mereka lebih sulit untuk dihentikan. Hal ini membuat roda besar cocok untuk kompetisi yang jarak yang ditempuh itu penting - secara teoritis roda akan berakselerasi tidak secepat roda yang lebih kecil, tetapi roda akan menggelinding lebih lama dan umumnya menempuh jarak yang lebih jauh. Jadi, untuk jarak maksimal, buat velg yang menempel di driveshaft (tempat dipasang perangkap tikus, biasanya yang belakang) sangat besar.
   • Roda depan sedikit kurang penting - bisa besar atau kecil. Untuk membuat kendaraan Anda terlihat seperti drag racer klasik, pilihlah roda belakang yang besar dan roda depan yang lebih kecil.
2. Gunakan roda yang tipis dan ringan. Roda yang lebih tipis berarti lebih sedikit gesekan dan dapat menggelinding lebih jauh jika jarak yang Anda inginkan atau butuhkan dengan kendaraan perangkap tikus Anda. Penting juga untuk mempertimbangkan bobot roda itu sendiri - bobot apa pun yang tidak diperlukan pada akhirnya akan memperlambat mobil Anda atau menyebabkan gesekan ekstra. Selain itu, perlu dicatat bahwa roda yang lebar bahkan dapat memberikan efek negatif yang kecil pada hambatan udara mobil. Karena alasan ini, Anda sebaiknya menggunakan roda tertipis dan teringan yang tersedia untuk mobil Anda.
   • CD atau DVD lama bekerja cukup baik untuk tujuan ini - ukurannya besar, tipis, dan sangat ringan. Dalam hal ini, mesin cuci dapat digunakan untuk mengurangi lubang di tengah CD (agar poros lebih pas).
   • Jika Anda memiliki akses ke piringan hitam tua (untuk meja putar) ini juga bekerja dengan sangat baik, meskipun mungkin terlalu berat untuk perangkap tikus terkecil.
3. Gunakan poros belakang yang sempit. Dengan asumsi itu akan menjadi mobil penggerak roda belakang, roda belakang akan berputar setiap kali Anda memutar poros belakang. Jika poros belakang Anda sangat kecil, mobil perangkap tikus Anda akan dapat berputar lebih banyak untuk panjang tali yang sama dibandingkan jika lebih lebar. Ini berarti memutar roda belakang Anda lebih sering, yang berarti jarak yang lebih jauh! Itulah mengapa ide yang masuk akal untuk membuat poros Anda dari bahan tertipis yang tersedia dan yang masih dapat menopang berat rangka dan roda.
   • Pena kayu yang sempit adalah pilihan yang bagus dan mudah didapat di sini. Jika Anda memiliki akses ke batang logam tipis, ini bahkan lebih baik - saat dilumasi, biasanya akan memberikan lebih sedikit gesekan.
4. Ciptakan traksi dengan membuat pinggiran roda menjadi kasar. Jika roda tergelincir di tanah saat jebakan menutup, maka energi terbuang percuma - perangkap tikus memutar roda, tetapi Anda tidak mendapatkan jarak ekstra. Jika ini terjadi pada mobil Anda, menambahkan bahan baku ke roda belakang dapat meningkatkan daya cengkeramnya. Untuk menjaga berat badan Anda tetap rendah, gunakan hanya sebanyak yang diperlukan untuk memberikan pegangan pada ujung roda dan tidak lebih. Beberapa bahan yang cocok adalah:
   • Pita listrik
   • Karet gelang
   • Balon rusak
   • Selain itu, selembar kertas ampelas di bawah roda belakang di garis start dapat mengurangi selip jika mobil mulai bergerak (kemungkinan besar terjadi penyaradan).

Metode 2 dari 3: Sesuaikan sasis

1. Buat sasis seringan mungkin. Yang terpenting, mobil Anda harus ringan. Semakin kecil massa mobil Anda, semakin baik - setiap gram atau miligram yang dapat Anda potong dari sasis mobil Anda akan mengurangi beratnya. Jangan mencoba menggunakan bahan ekstra untuk sasis selain yang diperlukan untuk menjaga perangkap mouse dan poros roda tetap di tempatnya. Jika Anda melihat ruang yang terbuang percuma, coba lepaskan atau, jika tidak mungkin, buat lubang di dalamnya dengan bor listrik untuk mengurangi berat. Anda juga membutuhkan bahan seringan mungkin untuk sasis Anda. Berikut ini beberapa contoh yang mungkin cocok:
   • Kayu balsa
   • Piring plastik keras
   • Lembaran logam tipis dan ringan (atap aluminium / seng, dll.)
   • Mainan bangunan (K’NEX, Lego, dll.)
2. Buat sasis panjang dan sempit. Idealnya, mobil harus aerodinamis - yaitu, memiliki area sekecil mungkin ke arah yang akan dilaluinya. Bandingkan ini dengan anak panah, speedboat, pesawat atau tombak - kendaraan yang dirancang dengan efisiensi maksimum akan selalu memiliki bentuk yang panjang dan ramping untuk meminimalkan hambatan. Untuk keperluan mobil perangkap tikus Anda, ini berarti sasis Anda harus sempit baik secara horizontal maupun vertikal (walaupun akan sulit untuk membuat sasis lebih sempit daripada perangkap tikus itu sendiri).
   • Jangan lupa untuk meminimalkan hambatan dengan memberi mobil Anda profil yang sesempit dan sekecil mungkin. Berdirilah di tanah dan lihat mobil Anda dari depan untuk melihat bagian sasis yang membuat profil mobil Anda terlalu besar.
3. Gunakan lem sebagai pengganti paku bila memungkinkan. Jika memungkinkan, coba gunakan lem pada desain mobil Anda, bukan paku, pin, atau bahan lain yang lebih berat. Misalnya, Anda hanya perlu menggunakan beberapa titik lem kecil untuk memasang perangkap tikus Anda pada rangka. Secara umum, lem juga dapat menahan paku, yang dapat menambah bobot yang tidak perlu. Gunakan lem super, bukan lem sekolah, karena lem tidak akan tahan dengan baik.
   • Keuntungan lain dari lem adalah biasanya tidak mempengaruhi hambatan udara mobil Anda. Sebaliknya, jika salah satu ujung paku mencuat dari sasis Anda, bisa itu memiliki efek kecil.
4. Perhatikan integritas struktural sasis Anda. Satu-satunya faktor pembatas dalam hal seberapa ringan dan rampingnya sasis mobil perangkap tikus Anda adalah kerapuhannya - jika mobil terlalu ringan, itu bisa menjadi sangat rapuh sehingga tindakan menutup perangkap tikus dapat merusak mobil. Keseimbangan yang rumit antara mencapai jarak maksimum dan membuat mobil Anda tidak stabil bisa jadi cukup sulit untuk dilakukan dengan benar, tetapi Anda harus berani bereksperimen. Perangkap tikus itu sendiri kemungkinan besar tidak akan pernah pecah, jadi selama Anda memiliki bahan rangka ekstra, Anda bebas melakukan kesalahan.
   • Jika Anda menggunakan bahan yang sangat rapuh seperti kayu balsa dan kesulitan menahan sasis, pertimbangkan untuk menambahkan potongan kecil dari bahan yang lebih kuat (seperti logam atau plastik) ke bagian bawah sasis. Ini meningkatkan kekuatan struktural mobil dan membatasi perubahan hambatan udara dan berat.

Metode 3 dari 3: Maksimalkan daya

1. Berikan perangkap tikus Anda "lengan" yang panjang untuk meningkatkan daya ungkit. Kebanyakan mobil perangkap tikus bekerja seperti ini: perangkap tikus adalah 'set', tali yang diikat ke lengan perangkap tikus dengan hati-hati dililitkan di salah satu as roda, dan ketika perangkap terkunci, lengan ayun perangkap mentransfer energinya ke poros untuk membuat roda berputar. Karena lengan tali pengikat cukup pendek, jika mobil tidak dibangun dengan hati-hati, sabuk dapat ditarik terlalu cepat, menyebabkan roda tergelincir dan membuang energi. Untuk tarikan yang lebih lambat dan lebih stabil, pasang tongkat panjang ke lengan sebagai pengungkit, lalu ikat ujung tali ke sana, bukan ke lengan itu sendiri.
   • Penting untuk menggunakan bahan yang tepat untuk tuas Anda. Pegangan tidak boleh menekuk sama sekali di bawah tegangan benang - ini berarti energi sedang terbuang percuma. Banyak buku panduan merekomendasikan struktur balsa yang kokoh atau balsa yang diperkuat dengan logam untuk pengungkitan yang kokoh namun ringan.
2. Posisikan jebakan sejauh mungkin ke depan. Anggap jebakan sedang menggerakkan roda belakang, letakkan perangkap tikus pada rangka sejauh mungkin ke depan, tanpa menyentuh roda depan. Semakin besar jarak antara halyard dan roda, semakin baik - jarak yang lebih jauh berarti Anda dapat melilitkan lebih banyak tali di sekitar poros untuk jaring. sedikit lagi daya tarik lambat dan mantap.
3. Pastikan tidak ada gesekan minimal pada bagian yang bergerak. Untuk jarak maksimum, Anda ingin menggunakan kekuatan perangkap tikus Anda sebanyak mungkin. Ini berarti mengurangi gesekan pada permukaan mobil Anda di mana titik-titik saling bergesekan. Gunakan pelumas ringan, seperti WD-40, oli mesin jahit, atau produk serupa untuk menjaga titik-titik kontak di antara bagian mobil yang bergerak diminyaki dengan baik sehingga mobil "bergerak" semulus mungkin.
   • Semua deskripsi bangunan untuk mobil perangkap tikus menunjukkan bahwa porosnya adalah sumber utama gesekan pada kendaraan semacam itu. Untuk meminimalkan gesekan pada poros, gosok atau semprotkan sedikit pelumas pada setiap poros yang bertemu dengan sasis dan, jika memungkinkan, kerjakan ke titik kontak dengan menggeser roda maju mundur.
4. Jika Anda bisa, gunakan perangkap tikus yang paling kuat. Biasanya semua siswa harus menggunakan perangkap tikus yang sama untuk tugas ini, sehingga setiap mobil memiliki kekuatan yang sama. Namun, jika Anda tidak memiliki batasan ini, gunakan perangkap tikus paling kuat yang dapat Anda temukan! Perangkap yang lebih besar seperti perangkap tikus memberikan tenaga yang jauh lebih besar daripada perangkap tikus biasa, tetapi perangkap tersebut juga memerlukan struktur yang lebih kokoh dan dapat merusak mobil jika ditutup, jadi Anda mungkin perlu memperkuat dan menyesuaikan sasis dan / atau as roda.
   • Ingatlah bahwa jebakan tikus dan jebakan hewan pengerat besar lainnya dapat dengan mudah mematahkan jari Anda, jadi pegang jebakan yang berada di pinggir, bahkan jika Anda yakin jebakan terpasang pada batang Anda dan tidak dapat menutup dengan bebas.

Tips

• Kurangi gesekan pada poros dengan meminimalkan area penyangga yang bersentuhan dengan poros penggerak. Penyangga untuk poros baja tipis memiliki gesekan yang lebih kecil daripada lubang yang dibor melalui batang kayu.
• Kurangi guncangan dengan meletakkan sepotong spons di area keju. Ini mencegah mobil melompat terlalu banyak saat lengan tuas terlipat ke bawah.
• Penyelarasan gandar dan suspensi sangat penting untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan kinerja.
• Jika Anda membeli mesin cuci, bawalah CD dan porosnya ke toko perangkat keras. Ini meningkatkan kemungkinan Anda mendapatkan ukuran yang tepat untuk pertama kalinya.
• Anda dapat melihat banyak proyek siswa yang berbeda di situs web "Mouse Trap Car Challenge".
• Tingkatkan gesekan dengan waxing tali dengan lilin. Dengan waxing, tali memiliki tarikan yang lebih baik pada porosnya.
• Tingkatkan gesekan jika perlu dengan menggunakan karet gelang atau selotip di sekitar poros tempat tali dililitkan. Tali harus memutar poros dan tidak terpeleset.
• Kurangi massa dengan menggunakan light stick sederhana sebagai bodywork. Mengurangi massa juga mengurangi gesekan pada jack poros.
• Sangat membantu untuk memastikan poros Anda tidak goyah atau akan bergerak ke kiri dan ke kanan.
• Gunakan massa sesedikit mungkin pada mobil sambil tetap membuatnya cukup besar untuk bergerak.

Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan

• Rasio roda / poros: Gunakan roda besar dan poros kecil untuk jaraknya. Pikirkan tentang roda belakang sepeda; penggerak kecil dan roda besar.
• Kelambatan: Berapa banyak energi yang diperlukan untuk menyalakan mobil Anda? Mobil yang lebih ringan membutuhkan lebih sedikit. Kurangi massa kendaraan Anda untuk jarak terjauh.
• Pelepasan energi: Saat energi dilepaskan perlahan, daya digunakan lebih efisien dan mobil akan melaju lebih jauh. Salah satu cara untuk memperlambat pelepasan ini adalah dengan memperpanjang lengan tuas. Lengan yang lebih panjang bergerak lebih jauh dan menciptakan lebih banyak tali di sekitar poros. Mobil terus berjalan, tapi lebih lambat.
• Gesekan: Minimalkan gesekan pada poros dengan meminimalkan bidang kontak. Dalam contoh ini, braket baja tipis digunakan. Awalnya, sebuah lubang dibor melalui batang kayu untuk menampung abu. Ini diabaikan karena luas permukaan yang meningkat memungkinkan mobil menggunakan energi untuk mengatasi gesekan alih-alih bergerak maju.
• Daya tarik: Ini adalah friksi yang Anda gunakan untuk keuntungan Anda. Gesekan harus dimaksimalkan jika perlu (di mana tali melilit poros dan di mana roda bersentuhan dengan lantai). Tali atau roda yang tergelincir sama dengan energi yang terbuang.

Peringatan

• Ada batasan jumlah energi yang tersedia: gaya pegas. Mobil dalam gambar mendekati maksimum. Jika lengan tuas lebih panjang, atau rodanya lebih besar, maka mobil akan melakukannya jangan bergerak sama sekali! Dalam hal ini, keluaran energi dapat "disetel" dengan sedikit mendorong antena (memperpendek pegangannya).
• Perangkap tikus berbahaya. Anda bisa mematahkan satu jari. Selalu awasi orang dewasa. Anda bisa terluka dan jatuh bisa pecah!
• Berhati-hatilah dengan perkakas, gergaji kayu, atau bahan berbahaya lainnya. Pastikan disana selalu pengawasan orang dewasa adalah saat Anda mengerjakan proyek.