Мазмұны

• Басу үшін
• 3-тен 1-әдіс: Дөңгелектерді оңтайландыру
• 3-тен 2-ші әдіс: шассиді реттеңіз
• 3-тің 3-әдісі: Қуатты максимизациялау
• Кеңестер
• Нені ескеру керек?
• Ескертулер

Сонымен, физика мұғалімі сізге «тышқан қақпағынан» машина жасауды бұйырды: тышқанның мүмкіндігінше жүру үшін серіппелі серіппелі әрекеттен қуат алатын шағын көлік құралын жасаңыз, құрастырыңыз және жасаңыз. Егер сіз өзіңіздің сыныптағы басқа оқушылардан жақсы болғыңыз келсе, сіз өзіңіздің «көлігіңізден» әр дюймды қысып алатындай етіп, машинаңызды мүмкіндігінше тиімді етіп жасауыңыз керек. Дұрыс көзқараспен тек қарапайым тұрмыстық материалдарды қолданып, автомобильіңіздің дизайнын максималды қашықтыққа қарай оңтайландыруға болады. Сіз өзіңізге көп күш жұмсау үшін осындай көлік құралының жиынтығын сатып ала аласыз.

Басу үшін

3-тен 1-әдіс: Дөңгелектерді оңтайландыру

1. Үлкенірек артқы дөңгелектерді қолданыңыз. Үлкен дөңгелектердің айналу инерциясы кіші дөңгелектерге қарағанда көбірек. Іс жүзінде бұл дегеніміз, олар домалай бастағаннан кейін оларды тоқтату қиынырақ болады. Бұл үлкен дөңгелектерді қашықтықтың өтуі маңызды болатын жарыстарға тамаша етеді - теориялық тұрғыдан олар кіші дөңгелектерге қарағанда жылдамдықты төмендетеді, бірақ олар әлдеқайда ұзақ айналады және жалпы үлкен қашықтықты өтеді. Сонымен, максималды қашықтықта жетек білігіне бекітілген доңғалақтарды (тышқан қақпа бекітілген жерде, көбінесе артында) өте үлкен етіп жасаңыз.
   • Алдыңғы дөңгелектің маңыздылығы аз - үлкен немесе кіші болуы мүмкін. Сіздің көлігіңізді классикалық драг-рейстерге ұқсату үшін үлкен артқы дөңгелектер мен кіші алдыңғы дөңгелектерді таңдаңыз.
2. Жіңішке, жеңіл дөңгелектерді қолданыңыз. Жіңішке дөңгелектер аз үйкелісті білдіреді және арақашықтық сіздің тышқан көлігіңізбен қалағаныңызға немесе қажет болған жағдайда одан әрі айнала алады. Сондай-ақ, дөңгелектердің салмағын ескеру қажет - қажет емес кез келген салмақ сіздің машинаңызды баяулатады немесе қосымша үйкеліске әкеледі. Сонымен қатар, кең дөңгелектер автомобильдің ауа өткізбейтіндігіне аз да болса кері әсерін тигізетінін ескерген жөн. Осы себептерге байланысты сіз өзіңіздің автокөлігіңіз үшін ең жұқа, жеңіл дөңгелектерді пайдаланғыңыз келеді.
   • Бұл үшін ескі CD немесе DVD дискілері өте жақсы жұмыс істейді - олар үлкен, жіңішке және өте жеңіл. Бұл жағдайда, CD ортасындағы саңылауды азайту үшін шайбаны қолдануға болады (ось жақсы орналасуы үшін).
   • Егер сізде ескі винил жазбасына қол жетімді болса (бұрылмалы табақша үшін), олар өте жақсы жұмыс істейді, бірақ олар ең кішкентай тышқандар үшін өте ауыр болуы мүмкін.
3. Тар артқы осьті қолданыңыз. Бұл артқы доңғалақты автокөлік болады деп есептесеңіз, артқы доңғалақ артқы білікті бұрған сайын айналады. Егер сіздің артқы білігіңіз өте кішкентай болса, сіздің тінтуір автокөлігіңіз бірдей ұзын арқанға қарағанда кеңірек болғаннан гөрі көп рет айнала алады. Бұл сіздің артқы дөңгелектеріңізді жиі айналдыруға айналады, бұл үлкен қашықтықты білдіреді! Сондықтан осьті қолда бар ең жұқа материалдан жасау керек, ол раманың және дөңгелектердің салмағын көтере алады.
   • Тар ағаш шпунттары - бұл жақсы, оңай қол жетімді таңдау. Егер сізде жіңішке темір өзектерге қол жетімді болса, бұлар одан да жақсы - майланған кезде олар аз үйкеліс береді.
4. Дөңгелектердің шеттерін кедір-бұдырлау арқылы тарту күшін жасаңыз. Егер қақпан жабылған кезде дөңгелектер жерге сырғып кетсе, онда энергия ысырап болады - тышқан қақпа дөңгелектерді айналдырады, бірақ сіз қосымша қашықтыққа жете алмайсыз. Егер бұл сіздің машинаңызда орын алса, артқы дөңгелектерге шикізат қосу оның тартылуын жақсарта алады. Салмақты ұстап тұру үшін, дөңгелектердің ұштарын ұстап тұру үшін қажет мөлшерді ғана пайдаланыңыз, енді артық емес. Кейбір қолайлы материалдар:
   • Электр таспасы
   • Резеңке таспалар
   • Сынған шарлар
   • Сонымен қатар, бастапқы сызықтағы артқы дөңгелектердің астындағы зімпара қағаз қозғала бастаса, сырғуды азайтуы мүмкін (сырғанау ықтимал болған кезде).

3-тен 2-ші әдіс: шассиді реттеңіз

1. Мүмкіндігінше жеңіл шасси жасаңыз. Ең бастысы, сіздің машинаңыз жеңіл болуы керек. Көлігіңіздің массасы неғұрлым аз болса, соғұрлым жақсы - сіз машинаңыздың шассиінен қырып тастай алатын әрбір грамм немесе миллиграмм оны сәл алға жылжытады. Тінтуір қақпағын және доңғалақ осьтерін орнында ұстау үшін қажет заттардан басқа шасси үшін қосымша материал қолдануға тырыспаңыз. Егер сіз бос орынды көрсеңіз, оны алып тастап көріңіз немесе мүмкін емес болса, салмақты азайту үшін қуатты бұрғымен тесіктер жасаңыз. Сізге шасси үшін ең жеңіл материал қажет. Мүмкін болатын бірнеше мысал:
   • Балса ағашы
   • Қатты пластиктен жасалған плиталар
   • Жіңішке, жеңіл металл қаңылтырлар (алюминий / қаңылтыр жабыны және т.б.)
   • Құрылыс ойыншықтары (K’NEX, Lego және т.б.)
2. Шассиді ұзын және тар етіп жасаңыз. Ең дұрысы, автомобиль аэродинамикалық болуы керек, яғни ол жүретін бағытта мейлінше аз аумаққа ие. Мұны жебемен, жылдам қайықпен, ұшақпен немесе найзамен салыстырыңыз - максималды тиімділікті ескере отырып жасалған көлік құралы әрдайым ұзақтықты азайту үшін жіңішке пішінге ие болады. Көлік тінтуірінің мақсаттары үшін бұл сіздің шассиіңіз көлденеңінен де, тігінен де тар болуы керек дегенді білдіреді (дегенмен шассиді тышқанның өзінен тар етіп жасау қиын болады).
   • Көлікке мүмкіндігінше тар және ең кіші профиль бере отырып, сүйреуді азайтуды ұмытпаңыз. Жерде тұрып, көлігіңіздің профилін қажетсіз үлкен ететін шасси бөліктерін көру үшін көлігіңізді алдыңғы жағынан қараңыз.
3. Мүмкіндігінше тырнақтың орнына желімді қолданыңыз. Мүмкіндігінше, тырнақтар, түйреуіштер немесе басқа ауыр материалдардан гөрі, сіздің машинаңыздың дизайнында желімді қолдануға тырысыңыз. Мысалы, тінтуірге арналған қақпақты шассиға бекіту үшін сізге бірнеше кішкене желім нүктелерін пайдалану керек. Тұтастай алғанда, желім тырнақ сияқты жақсы ұстайды, бұл қажетсіз салмақ қосуы мүмкін. Мектеп желімін емес, супер желімді қолданыңыз, өйткені соңғысы онша жақсы болмайды.
   • Желімнің тағы бір артықшылығы, ол әдетте сіздің машинаңыздың ауа өткізбейтіндігіне әсер етпейді. Екінші жағынан, егер сіздің шассиіңізден тырнақтың екі ұшы шығып тұрса, мүмкін бұл кішкене әсер етеді.
4. Шассидің құрылымдық тұтастығын ескеріңіз. Тышқан тасығыш машинасының шассиін қаншалықты жеңіл және жұқа етіп жасай алатыныңызға қатысты бірден-бір шектеуші фактор оның сынғыштығы болып табылады - егер машина тым жеңіл болса, ол соншалықты нәзік бола алады, тінтуірді жабу әрекеті машинаны бұзуы мүмкін. Максималды қашықтыққа жету мен сіздің машинаңызды тұрақсыз ету арасындағы нәзік тепе-теңдік дұрыс болу үшін өте қиын болуы мүмкін, бірақ тәжірибеге батыл болыңыз. Тышқанның қақпағының өзі ешқашан бұзылмайды, сондықтан сізде қосымша шасси материалы болса, сіз қателесесіз.
   • Егер сіз бальза ағашы сияқты қосымша нәзік материалды қолдансаңыз және шассиді біріктіре алмай жатсаңыз, шассидің түбіне берік материалдың кішкене жолағын (мысалы, металл немесе пластик) қосуды қарастырыңыз. Бұл автомобильдің құрылымдық беріктігін арттырады және ауаға төзімділік пен салмақтың өзгеруін шектейді.

3-тің 3-әдісі: Қуатты максимизациялау

1. Левереджді арттыру үшін тышқанның қақпағын ұзын «қолмен» беріңіз. Тінтуірге арналған автокөліктердің көпшілігі осылай жұмыс істейді: тышқан «құрылды», тышқанның қолына байланған арқан доңғалақ осьтерінің біріне мұқият оралады, ал қақпан жабылған кезде қақпанның тербелетін қолы өз энергиясын дөңгелектерді айналдыру үшін ось. Галярдың қолы өте қысқа болғандықтан, егер машина мұқият жасалынбаса, белдікті тез тартып алады, бұл дөңгелектер сырғып, энергияны ысырап етеді. Баяу және орнықты тарту үшін иінтіректің рөлін атқару үшін қолға ұзын таяқшаны бекітіңіз, содан кейін жіптің ұшын қолдың өзіне емес, оған байлаңыз.
   • Рычаг үшін дұрыс материалды пайдалану маңызды. Жіптің созылуында тұтқасы мүлде майыспауы керек - демек, энергия ысырап болып жатыр. Көптеген нұсқаулықтарда берік әрі жеңіл левередж үшін берік бальза конструкциялары немесе металлмен нығайтылған бальзамдар ұсынылады.
2. Тұзақты мүмкіндігінше алға қарай орналастырыңыз. Тұзақ артқы дөңгелектерді басқарады деп есептесеңіз, тінтуір қақпағын алдыңғы дөңгелектерге тигізбестен, мүмкіндігінше алға қарай шассидің үстіне қойыңыз. Галярь мен дөңгелектер арасындағы қашықтық неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсырақ болады - қашықтық аралықта білікке арқанды торға орауға болады сәл көбірек баяу және тұрақты тарту күші.
3. Қозғалмалы бөліктерде минималды үйкеліс бар екеніне көз жеткізіңіз. Максималды қашықтықта сіз тінтуір қақпанының күшін мүмкіндігінше көбірек пайдаланғыңыз келеді. Бұл дегеніміз үйкеліс көліктің беттерінде нүктелер бір-біріне қарсы сырғанайды. Автокөліктің мүмкіндігінше біркелкі «қозғалуы» үшін автомобильдің қозғалатын бөліктері арасындағы жанасу нүктелерін жақсы ұстау үшін WD-40, тігін машинасының майы немесе соған ұқсас өнімді қолданыңыз.
   • Тінтуір ұстағыш машинаның барлық құрылыс сипаттамалары осьтің осындай көлік құралындағы үйкелістің негізгі көзі екенін көрсетеді. Осьтің үйкелуін азайту үшін әр осьтің шассиімен түйісетін жеріне аздап майлағышты жағыңыз немесе себіңіз, егер мүмкін болса, дөңгелектерді алға және артқа сырғыту арқылы жанасу нүктесінде жұмыс жасаңыз.
4. Егер мүмкін болса, мүмкін болатын ең қуатты тышқанды қолданыңыз. Әдетте бұл тапсырманы орындау үшін барлық оқушыларға бірдей тінтуір қақпағын қолдануға тура келеді, осылайша әр машинаның күші бірдей болады. Алайда, егер сізде мұндай шектеулер болмаса, сіз таба алатын ең қуатты тышқан қақпағын пайдаланыңыз! Егеуқұйрықтар сияқты үлкен тұзақтар тышқанның негізгі қақпанына қарағанда әлдеқайда көп қуат береді, бірақ олар мықты құрылымдарды қажет етеді және егер олар жабылса, машинаны бұзуы мүмкін, сондықтан сізге шассиді және / немесе осьтерді күшейту және реттеу қажет болуы мүмкін.
   • Егеуқұйрықтар мен басқа да ірі кеміргіштердің тұзақтары саусақтарыңызды оңай сындыратынын есте ұстаңыз, сондықтан қақпан сіздің білігіңізге бекітілгеніне және еркін жабыла алмайтындығына сенімді болсаңыз да, шетіндегі қақпандарды ұстаңыз.

Кеңестер

• Жетектің білігіне жанасатын тіреу аймағын азайту арқылы білікке үйкелісті азайтыңыз. Жіңішке болат біліктерге арналған тіреу ағаштан жасалған тесікке қарағанда аз үйкеліске ие.
• Ірімшік аймағына губканың бір бөлігін қою арқылы соққыларды азайтыңыз. Бұл тұтқаны төмен қарай бүктелген кезде машинаның қатты секіруіне жол бермейді.
• Осьті және іліністі туралау үйкелісті азайту және өнімділікті жақсарту үшін өте маңызды.
• Егер сіз шайба сатып алсаңыз, дискіні және осьті өзіңізбен бірге құрылыс дүкеніне апарыңыз. Бұл сізге бірінші рет дұрыс өлшемді алу мүмкіндігін арттырады.
• «Mouse Trap Car Challenge» веб-сайтынан сіз студенттердің көптеген әртүрлі жобаларын көре аласыз.
• Арқанды балауыз балауызымен балауыз арқылы үйкелісті көбейтіңіз. Балауыз арқылы арқан білікке жақсырақ тартылады.
• Резеңке таспаны немесе жіп оралған біліктің айналасындағы таспаны қолдану арқылы қажет болған жағдайда үйкелісті көбейтіңіз. Арқан білікті айналдырып, сырғып кетпеуі керек.
• Қарапайым жеңіл таяқшаны шанақ ретінде қолдану арқылы массаны азайтыңыз. Массаның азаюы ось ұяларындағы үйкелісті азайтады.
• Сіздің білігіңіздің тербелмеуіне немесе оның оңға және оңға қозғалуына көз жеткізу пайдалы.
• Көлікке оны қозғалысқа келтіре отырып, мүмкіндігінше аз масса қолданыңыз.

Нені ескеру керек?

• Доңғалақ / осьтің қатынасы: Қашықтыққа үлкен дөңгелектер мен кішкене білікті қолданыңыз. Велосипедтің артқы дөңгелегі туралы ойланыңыз; шағын диск және үлкен доңғалақ.
• Баяу: Көлігіңізді іске қосу үшін қанша энергия қажет? Жеңіл автомобильге аз нәрсе керек. Көлігіңіздің массасын ең үлкен қашықтыққа азайтыңыз.
• Энергияны босату: Энергия баяу босатылған кезде, қуат тиімдірек жұмсалады және автомобиль әрі қарай жүреді. Бұл босатуды баяулатудың бір жолы - тұтқаны созу. Ұзынырақ қол үлкен қашықтықты жүріп өтіп, осьтің айналасында арқан жасайды. Көлік жалғасуда, бірақ баяу.
• Үйкеліс: Байланыс аймағын азайту арқылы біліктің үйкелуін азайтыңыз. Бұл мысалда болаттан жасалған жұқа кронштейн қолданылады. Басында бөрене арқылы күлді ұстап тұратын тесік бұрғыланды. Бұл үстіңгі қабаттың ұлғаюы автомобильге алға жылжудың орнына үйкелісті жеңу үшін энергияны пайдалануға мүмкіндік беретіндіктен алынып тасталды.
• Тартылыс: Бұл сіздің пайдаңызға қолданатын үйкеліс. Қажет болған жағдайда үйкелісті барынша арттыру керек (арқан осьті орап, дөңгелектер еденге тиетін жерлерде). Арқандардың немесе дөңгелектердің сырғанауы бос энергияға тең.

Ескертулер

• Қол жетімді энергияның шегі бар: серіппенің күші. Суреттегі автомобиль максимумға жақын. Егер иінтірек қолы ұзағырақ болса немесе дөңгелектері үлкенірек болса, онда машина болар еді мүлдем қозғалмаңыз! Бұл жағдайда антенналарды сәл итеру (тұтқаны қысқарту) арқылы энергия шығынын «баптауға» болады.
• Тышқан ұстаушылар қауіпті. Сіз саусағыңызды сындыра аласыз. Әрқашан ересектердің бақылауында болыңыз. Сіз жарақат алып, құлап кетуіңіз мүмкін!
• Құралдармен, ағаш кесумен немесе кез келген зиянды материалдармен абай болыңыз. Бар екеніне көз жеткізіңіз әрқашан ересектерге арналған қадағалау - бұл сіз жобада жұмыс істеген кезде.