Vì vậy, giáo viên khoa học của bạn giao cho bạn một bài tập trong lớp để chế tạo một chiếc “xe bẫy chuột”, tức là chế tạo và thiết kế một chiếc xe nhỏ lấy sức mạnh từ chuyển động giật của bẫy chuột để chiếc xe có thể di chuyển xa nhất có thể. Nếu bạn muốn vượt trội hơn các bạn cùng lớp, bạn phải làm cho chiếc xe của bạn hiệu quả nhất có thể để nó có thể đi được quãng đường xa nhất. Với cách tiếp cận phù hợp, bạn có thể vẽ các thiết kế xe chi tiết để đạt được khoảng cách tối đa chỉ bằng các công cụ đơn giản tại nhà.
Bươc chân
Phương pháp 1 trong 3: Tối ưu hóa bánh xe của bạn
Bước 1. Sử dụng một bánh sau lớn
Bánh xe lớn có quán tính quay lớn hơn bánh xe nhỏ. Về mặt thực tế, một khi bánh xe bắt đầu quay, chúng sẽ khó dừng lại hơn. Vì vậy, các bánh xe lớn hơn là hoàn hảo cho các cuộc thi khoảng cách - về mặt lý thuyết, chúng sẽ tăng tốc chậm hơn các bánh xe nhỏ hơn, nhưng quay lâu hơn và sẽ bao phủ quãng đường dài hơn. Vì vậy, để có khoảng sáng gầm xe tối đa, hãy đặt bánh xe rất lớn trên trục lái (là nơi gắn bẫy chuột, thường là phía sau)
Bánh trước không thực sự quan trọng - nó có thể lớn hoặc nhỏ. Để làm cho nó trông giống như một chiếc xe đua, bạn có thể muốn đặt các bánh xe lớn ở phía sau và bánh xe nhỏ hơn ở phía trước
Bước 2. Sử dụng một bánh xe mỏng và nhẹ
Đừng dồn trọng lượng lên bánh xe - những tải trọng không cần thiết chắc chắn sẽ làm xe chậm lại hoặc gây ra ma sát. Ngoài ra, bánh xe rộng có thể có ảnh hưởng tiêu cực đến việc kéo xe do lực cản của không khí. Do đó, tốt hơn hết bạn nên sử dụng loại bánh xe mỏng nhất và nhẹ nhất cho xe.
- Đĩa CD hoặc DVD cũ đủ tốt để phục vụ mục đích này - lớn, mỏng và rất nhẹ. Về khả năng tương thích, có thể dùng phích cắm ống để giảm kích thước lỗ ở tâm đĩa CD (để lắp trục xe).
- Nếu bạn có bản ghi vinyl, bạn cũng có thể sử dụng chúng, mặc dù chúng có thể quá nặng đối với một cái bẫy chuột rất nhỏ.
Bước 3. Sử dụng một cầu sau nhỏ
Giả sử ô tô của bạn là ô tô dựa vào bánh sau. Mỗi khi trục sau quay, bánh sau cũng quay theo. Nếu trục sau rất mỏng, chiếc xe bẫy chuột của bạn sẽ có thể di chuyển nhanh hơn trong cùng một khoảng cách so với nếu trục sau rộng hơn. Khi bánh sau quay nhiều hơn, quãng đường di chuyển cũng sẽ xa hơn. Vì vậy, sẽ khá khôn ngoan nếu bạn làm trục xe từ vật liệu mỏng nhất nhưng vẫn có thể chịu được trọng lượng của khung và bánh xe.
Các chốt nhỏ là một lựa chọn khá tốt và dễ lấy. Nếu bạn có các thanh kim loại, điều đó thậm chí còn tốt hơn - khi được bôi trơn, chúng thường không dễ cọ xát
Bước 4. Tạo lực kéo bằng cách thêm các cạnh vào bánh xe
Nếu bánh xe trượt trong khi bẫy đang sập, năng lượng sẽ bị lãng phí - bẫy chuột có tác dụng làm cho bánh xe quay. Tuy nhiên, do trượt bánh nên xe của bạn không đi được quãng đường mong muốn. Do đó, thêm một vật liệu tạo ma sát cho bánh sau sẽ giảm nguy cơ trượt. Để không đặt quá nhiều trọng lượng, hãy sử dụng càng nhiều vật liệu cảm ứng càng tốt để tạo cảm giác cầm nắm nhẹ nhàng, và không có gì hơn. Những thành phần này là:
- Keo điện
- Cao su
- Quả bóng bay cao su đã nổ
- Ngoài ra, đặt giấy nhám dưới bánh xe khi bắt đầu chuyển động sẽ làm giảm nguy cơ trượt khi xe bắt đầu chuyển động (tức là khi nguy cơ trượt là thường xuyên).
Phương pháp 2/3: Điều chỉnh khung xe
Bước 1. Làm cho khung càng nhẹ càng tốt
Quan trọng nhất, chiếc xe của bạn phải nhẹ. Ô tô của bạn càng ít khối lượng càng tốt - mỗi gam hoặc miligam bạn có thể loại bỏ khỏi khung ô tô sẽ làm cho ô tô của bạn ngày càng đi xa hơn. Cố gắng không thêm bất kỳ vật liệu khung nào ngoài vật liệu mà bẫy chuột và trục hiện có yêu cầu. Nếu bạn thấy một bộ phận không hoạt động, hãy thử tháo nó ra hoặc nếu có thể, hãy dùng một chiếc khoan để đục một lỗ trên đó để giảm trọng lượng. Bạn cũng có thể sử dụng vật liệu nhẹ nhất cho khung xe. Sau đây là các vật liệu phù hợp:
- Gỗ balsa
- Tấm nhựa cứng
- Tấm kim loại mỏng và nhẹ (vật liệu lợp nhôm, kẽm, v.v.)
- Đồ chơi xây dựng (K'NEX, Lego, v.v.)
Bước 2. Làm một khung dài và nhỏ
Lý tưởng nhất là bạn muốn chiếc xe có hình dạng khí động học - nghĩa là chiếc xe sẽ có ít diện tích bề mặt nhất trên bộ phận mà nó đang di chuyển. Giống như một mũi tên, một chiếc thuyền dài, một chiếc máy bay hay một ngọn giáo, một phương tiện được thiết kế để đạt hiệu quả tối đa sẽ luôn có hình dạng dài và mỏng để giảm thiểu ma sát chống lại lực cản của không khí. Đối với một chiếc xe bẫy chuột, bạn sẽ cần phải chế tạo khung xe nhỏ (mặc dù sẽ khó làm khung nhỏ hơn bản thân chiếc bẫy chuột), cũng như mỏng theo chiều dọc.
Hãy nhớ rằng, để giảm thiểu trượt, bạn nên cố gắng làm cho hình dáng ô tô của bạn mỏng và nhỏ nhất có thể. Hãy thử đặt xe của bạn trên mặt đất và nhìn vào xe của bạn từ phía trước để có cái nhìn rõ ràng hơn về các bộ phận trông lớn của xe
Bước 3. Sử dụng keo thay cho móng tay bất cứ nơi nào có thể
Nếu có thể, hãy bôi keo lên thiết kế ô tô của bạn thay vì dùng đinh, keo dính hoặc các vật nặng khác. Ví dụ, bạn chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ keo để dán bẫy chuột vào khung. Nói chung, keo sẽ hoạt động tốt như móng tay, trong khi móng tay sẽ đè lên nó một trọng lượng không cần thiết.
Một ưu điểm nữa của keo là nó thường không ảnh hưởng đến khả năng cản gió của xe. Trong khi đó, nếu đầu đinh bật ra khỏi khung xe, điều này sẽ gây ra một tác động nhỏ
Bước 4. Luôn ghi nhớ tính toàn vẹn cấu trúc của khung xe
Yếu tố hạn chế duy nhất khi làm khung ô tô mỏng và nhẹ là tính dễ vỡ của nó - nếu khung quá nhẹ, khung sẽ giòn đến mức một cái búng tay từ bẫy chuột sẽ làm hỏng xe. Chính xác trong việc cân bằng hiệu quả để đạt được khoảng cách tối đa với việc ổn định xe sẽ khá khó khăn. Tuy nhiên, đừng ngại thử nghiệm. Bản thân cái bẫy chuột hiếm khi bị vỡ, vì vậy, miễn là bạn có nhiều vật liệu làm khung, bạn có quyền tự do mắc lỗi.
Nếu bạn đang sử dụng vật liệu rất dễ vỡ như gỗ balsa và gặp khó khăn khi lắp khung với nhau, hãy cân nhắc thêm vật liệu chắc chắn hơn như kim loại hoặc nhựa vào mặt dưới của mặt bên của khung. Bằng cách này, bạn đã tăng sức mạnh cấu trúc của chiếc xe cũng như giảm thiểu những thay đổi đối với lực cản không khí và trọng lượng của nó
Phương pháp 3/3: Tối đa hóa sức mạnh ô tô
Bước 1. Cung cấp cho bẫy chuột của bạn một “cánh tay” dài để tăng sức mạnh của nó
Hầu hết các xe bẫy chuột đều hoạt động như sau: bẫy chuột được “thiết lập”, một sợi dây buộc vào bẫy được quấn cẩn thận trên một trong các trục của bánh xe, và khi thiết bị được chụp, cánh tay bẫy nổi sẽ truyền lực đến trục. để quay các bánh xe. Do tay bẫy khá ngắn nên xe không được thi công cẩn thận sẽ kéo dây quá nhanh khiến bánh xe bị trượt và mất lực. Để kéo chậm hơn, chắc hơn, hãy thử gắn một thanh sắt dài vào cánh tay đóng vai trò như một đòn bẩy, sau đó thử buộc đầu dây vào bàn ủi thay vì buộc vào cánh tay.
Sử dụng vật liệu phù hợp làm đòn bẩy. Cần không được uốn cong hoàn toàn do sức căng của dây - khi điều này xảy ra, điện năng sẽ bị lãng phí. Nhiều hướng dẫn khuyên bạn nên kết cấu balsa chắc chắn hơn hoặc hỗ trợ balsa với sắt bổ sung để tạo ra một đòn bẩy chắc chắn nhưng nhẹ
Bước 2. Đặt bẫy càng xa càng tốt
Giả sử rằng cái bẫy sẽ quay bánh sau. Bạn muốn bẫy chuột đặt cách xa khung để nó không chạm vào bánh trước. Khoảng cách giữa bẫy và bánh xe càng xa càng tốt - khoảng cách càng dài có nghĩa là bạn sẽ có thể cuộn nhiều dây hơn quanh trục để kéo chậm hơn và nhiều lực hơn.
Bước 3. Đảm bảo ma sát tối thiểu đối với các bộ phận chuyển động của ô tô
Đối với khoảng cách tối đa, bạn muốn sử dụng gần như 100% sức mạnh của cái bẫy chuột của mình. Điều này có nghĩa là bạn phải giảm "ma sát" trên bề mặt của những chiếc xe trượt với nhau. Sử dụng chất bôi trơn nhẹ nhàng, chẳng hạn như WD 40, mỡ ô tô hoặc các sản phẩm tương tự để giữ cho các điểm tiếp xúc giữa các bộ phận chuyển động của ô tô được bôi trơn để xe “chạy” trơn tru nhất có thể.
Nhiều sách hướng dẫn sản xuất xe bẫy chuột xác định trục là nguồn ma sát chính trong xe bẫy chuột. Để giảm thiểu ma sát trục, hãy bôi hoặc xịt một lượng nhỏ chất bôi trơn lên mỗi trục gắn với khung. Sau đó, nếu có thể, hãy kiểm tra mặt bằng chung bằng cách lăn bánh xe qua lại
Bước 4. Sử dụng bẫy chuột mạnh nhất
Hầu hết, để làm một chiếc xe bẫy chuột, tất cả học sinh được yêu cầu sử dụng một chiếc bẫy chuột có cùng kích thước sao cho mỗi chiếc xe có công suất như nhau. Tuy nhiên, nếu được phép, hãy sử dụng các loại bẫy có sức công phá lớn hơn các loại bẫy thông thường! Các loại bẫy lớn hơn, chẳng hạn như bẫy chuột cống rãnh, cung cấp nhiều năng lượng hơn bẫy chuột thông thường. Nhưng chiếc bẫy này cũng yêu cầu kết cấu khung chắc chắn hơn. Nếu không, chiếc bẫy này có thể phá hủy chiếc xe khi đang địu. Bạn cần phải tăng cường khung và trục xe của bạn để phù hợp.
Hãy nhớ rằng bẫy cống và các loại bẫy gặm nhấm lớn khác có thể làm gãy ngón tay. Vì vậy, hãy cẩn thận, ngay cả khi bạn chắc chắn rằng cái bẫy đã được gắn vào trục và sẽ không dễ dàng mắc kẹt
Lời khuyên
- Nếu dây quấn quanh trục, xe có thể khó di chuyển. Việc bổ sung một mắt xích lớn trên vô lăng có thể tăng độ bám đường. Trong một số hình ảnh có một cuộn dây cao su trên trục xe, hoạt động như một "bánh răng" và giảm độ trượt của dây.
- Sử dụng đòn bẩy dài hơn để mở rộng cánh tay bẫy chuột ra xa nhất có thể. Phần cuối đi qua một khoảng cách xa hơn sẽ dễ dàng cho ống dây trên bánh xe hoạt động tốt hơn. Ăng ten của một đài phát thanh bị hỏng có thể được sử dụng làm đòn bẩy. Bất cứ thứ gì dài, nhẹ và không linh hoạt lắm đều có thể được sử dụng làm đòn bẩy.
- Giảm ma sát trên trục bằng cách giảm thiểu diện tích bề mặt đỡ tiếp xúc với trục lái. Giá đỡ trục làm bằng thép mỏng có ma sát ít hơn các lỗ được khoan trong khối gỗ.
- Giảm sốc bằng cách sử dụng một miếng bọt biển nhỏ hoạt động như miếng mồi pho mát. Điều này sẽ làm giảm độ nhảy của xe khi tay đòn bẩy bị gãy.
- Điều chỉnh đường trục và vòng bi là điều cần thiết để giảm ma sát và cải thiện hiệu suất.
- Giảm ma sát bằng cách bôi Molykote® một chất bôi trơn dạng bột dựa trên molypden disulfide lên trục, bánh xe và lò xo bẫy chuột.
- Mang đĩa CD và trục đến cửa hàng phần cứng nếu bạn đang mua nút chặn. Nó "có thể" giúp lấy lại kích thước ngay lần đầu tiên.
Bạn có thể xem những nỗ lực của học sinh trên trang web Thử thách Xe Bẫy Chuột.
- Tăng ma sát bằng cách dùng nến thắp sáng sáp lên sợi dây. Bằng cách cung cấp sáp, dây có lực kéo trục tốt hơn.
- Tăng ma sát ở những nơi cần thiết bằng cách sử dụng cao su hoặc băng dính hoặc dán keo quanh trục nơi dây được quấn. Sợi dây sẽ quay trục và không bị trượt.
- Giảm khối lượng bằng cách sử dụng gậy ánh sáng cho các bộ phận cơ thể của mobi. Giảm khối lượng cũng sẽ làm giảm ma sát trên các gối đỡ trục.
Những điều cần biết
- Tỷ lệ bánh xe trên trục: Đối với khoảng cách, sử dụng một bánh xe lớn và một trục nhỏ. Hãy tưởng tượng bánh sau của một chiếc xe đạp; Bánh răng nhỏ và bánh xe lớn.
- Quán tính: Để ô tô chạy được thì cần bao nhiêu công suất? Những chiếc xe nhẹ hơn yêu cầu ít năng lượng hơn. Giảm khối lượng xe của bạn để có khoảng cách tốt nhất..
- Tỷ lệ giải phóng năng lượng: Nếu năng lượng được giải phóng chậm, năng lượng được sử dụng hiệu quả hơn và ô tô sẽ di chuyển xa hơn. Một cách để làm chậm quá trình nhả này là kéo dài tay đòn bẩy. Cánh tay dài hơn di chuyển xa hơn và để lại nhiều chỗ hơn cho ống chỉ của dây quanh trục. Xe sẽ di chuyển xa hơn, nhưng chậm hơn.
- ma sát: Giảm thiểu ma sát trên trục xe bằng cách giảm thiểu diện tích tiếp xúc. Chân đế làm bằng thép mỏng được sử dụng làm ví dụ. Ban đầu, một lỗ được khoan trên khối gỗ dùng để giữ trục xe. Sau đó, do diện tích bề mặt lớn hơn, ô tô sử dụng năng lượng để giải quyết ma sát thay vì chuyển động.
- sự lôi kéo: Đây là những gì được gọi là ma sát khi được sử dụng như một lợi thế. Ma sát phải được tối đa hóa ở nơi cần thiết (nơi dây được quấn quanh trục và nơi bánh xe tiếp xúc với sàn). Việc trượt dây hoặc bánh xe sẽ gây lãng phí sức mạnh.
Cảnh báo
- Có giới hạn về lượng điện năng có sẵn; tức là quyền lực mỗi. Chiếc xe được lấy làm ví dụ đã là một ví dụ đạt được hiệu quả gần như tối đa. Nếu đòn bẩy dài hơn hoặc bánh xe lớn hơn, chiếc xe "sẽ không chuyển động chút nào!" Trong trường hợp này, công suất được giải phóng có thể được “xoay” bằng cách đẩy ăng ten vào trong (rút ngắn cần gạt).
- Bẫy chuột khá nguy hiểm. Bạn có thể bị gãy ngón tay. Nhờ người lớn giúp đỡ. Bạn có thể bị thương và bạn cũng có thể phá bẫy!
- Hãy cẩn thận khi sử dụng các dụng cụ, chặt gỗ hoặc khi sử dụng các vật liệu nguy hiểm. Bạn nên luôn nhờ người lớn giúp đỡ khi làm việc.
