Contente

• Dar um passo
• Método 1 de 3: Otimize as rodas
• Método 2 de 3: ajuste o chassi
• Método 3 de 3: Maximize a potência
• Pontas
• Coisas a considerar
• Avisos

Então, o professor de física o contratou para fazer um carro com uma "ratoeira": crie, projete e construa um pequeno veículo que é movido pela ação de mola de uma ratoeira para dirigi-lo o mais longe possível. Se você quer ser melhor do que os outros alunos de sua classe, precisa tornar seu carro o mais eficiente possível para que possa espremer cada centímetro de seu "carro". Com a abordagem certa, é possível otimizar o design do seu carro para a distância máxima usando apenas materiais domésticos comuns. Você também pode comprar um kit de tal veículo para economizar muito esforço.

Dar um passo

Método 1 de 3: Otimize as rodas

1. Use rodas traseiras maiores. As rodas grandes têm uma inércia rotacional maior do que as rodas pequenas. Na prática, isso significa que, uma vez que eles começam a rolar, são mais difíceis de parar. Isso torna as rodas grandes perfeitas para competições onde a distância percorrida é importante - teoricamente, elas irão acelerar menos rapidamente do que as rodas menores, mas irão rodar por muito mais tempo e geralmente cobrirão uma distância maior. Portanto, para a distância máxima, faça com que as rodas presas ao eixo de transmissão (aquele onde a ratoeira está presa, geralmente a traseira) muito grandes.
   • A roda dianteira é um pouco menos importante - pode ser grande ou pequena. Para fazer seu veículo parecer um carro de corrida clássico, opte por rodas traseiras grandes e rodas dianteiras menores.
2. Use rodas finas e leves. Rodas mais finas significam menos atrito e podem rolar mais se a distância for o que você deseja ou precisa com seu veículo ratoeira. Também é importante levar em consideração o peso das próprias rodas - qualquer peso que não seja necessário acabará reduzindo a velocidade do seu carro ou causando atrito extra. Além disso, é importante notar que rodas largas podem ter até um pequeno efeito negativo na resistência do carro ao ar. Por essas razões, você vai querer usar as rodas mais finas e leves disponíveis para o seu carro.
   • CDs ou DVDs antigos funcionam muito bem para esse propósito - são grandes, finos e extremamente leves. Neste caso, uma arruela pode ser usada para reduzir o furo no centro do CD (para fazer o eixo se encaixar melhor).
   • Se você tiver acesso a um disco de vinil antigo (para um toca-discos), eles também funcionam muito bem, embora possam ser muito pesados ​​para as menores armadilhas de mouse.
3. Use um eixo traseiro estreito. Presumindo que será um carro com tração traseira, as rodas traseiras girarão toda vez que você girar o eixo traseiro. Se seu eixo traseiro for extremamente pequeno, seu carro ratoeira será capaz de girar mais vezes com o mesmo comprimento de corda do que se fosse mais largo. Isso se traduz em girar as rodas traseiras com mais frequência, o que significa uma distância maior! É por isso que é uma ideia sensata fazer seu eixo com o material mais fino disponível e que ainda possa suportar o peso do quadro e das rodas.
   • Cavilhas de madeira estreitas são uma escolha boa e facilmente disponível aqui. Se você tiver acesso a hastes de metal finas, elas são ainda melhores - quando lubrificadas, geralmente proporcionam menos atrito.
4. Crie tração tornando as bordas das rodas mais ásperas. Se as rodas escorregam no chão quando a armadilha se fecha, a energia é perdida - a ratoeira faz as rodas girarem, mas você não consegue uma distância extra. Se isso acontecer com seu carro, adicionar matéria-prima às rodas traseiras pode melhorar sua tração. Para manter o peso baixo, use apenas o necessário para dar às pontas das rodas alguma aderência e nada mais. Alguns materiais adequados são:
   • Fita isolante
   • Elásticos
   • Balões quebrados
   • Além disso, um pedaço de lixa sob as rodas traseiras na linha de partida pode reduzir a derrapagem se o carro começar a se mover (quando a derrapagem é mais provável).

Método 2 de 3: ajuste o chassi

1. Construa o chassi mais leve possível. Acima de tudo, seu carro deve ser leve. Quanto menor for a massa do seu carro, melhor - cada grama ou miligrama que você pode cortar do chassi do seu carro vai levá-lo um pouco mais longe. Não tente usar material extra para o chassi além do necessário para manter a ratoeira e os eixos das rodas no lugar. Se você vir espaço desperdiçado, tente removê-lo ou, se impossível, faça furos nele com uma furadeira para reduzir o peso. Você também precisa do material mais leve possível para o seu chassi. Aqui estão apenas alguns exemplos que podem ser adequados:
   • Madeira balsa
   • Placas de plástico duro
   • Folhas finas e leves de metal (telhado de alumínio / estanho, etc.)
   • Brinquedos de construção (K’NEX, Lego, etc.)
2. Faça o chassi longo e estreito. O ideal é que o carro seja aerodinâmico - ou seja, ele deve ter a menor área possível na direção em que irá viajar. Compare isso a uma flecha, lancha, avião ou lança - um veículo projetado com a máxima eficiência em mente quase sempre terá uma forma longa e delgada para minimizar o arrasto. Para os propósitos do seu carro ratoeira, isso significa que o chassi deve ser estreito tanto horizontal quanto verticalmente (embora seja difícil tornar o chassi mais estreito do que a própria ratoeira).
   • Não se esqueça de minimizar o arrasto dando ao seu carro o perfil mais estreito e pequeno possível. Fique no chão e olhe para o seu carro de frente para ver as peças do chassi que tornam o perfil do seu carro desnecessariamente grande.
3. Sempre que possível, use cola em vez de pregos. Sempre que possível, tente usar cola no design do seu carro, em vez de pregos, alfinetes ou outros materiais mais pesados. Por exemplo, você só precisa usar alguns pequenos pontos de cola para prender a ratoeira no chassi. Em geral, a cola segura tão bem quanto as unhas, o que pode adicionar peso desnecessário. Use supercola, não cola escolar, pois a última não vai segurar muito bem.
   • Outra vantagem da cola é que geralmente não afeta a resistência do ar do carro. Por outro lado, se uma das pontas de um prego estiver saindo de seu chassi, posso tem um pequeno efeito.
4. Mantenha a integridade estrutural do seu chassi em mente. O único fator limitante quando se trata de quão leve e fino você pode tornar o chassi do seu carro ratoeira é sua fragilidade - se o carro for muito leve, ele pode se tornar tão frágil que a ação de fechar a ratoeira pode quebrar o carro. O delicado equilíbrio entre atingir a distância máxima e tornar seu carro instável pode ser bem complicado de acertar, mas experimente ousar. A ratoeira em si provavelmente nunca se quebrará, então, contanto que você tenha material de chassi extra, você está livre para cometer erros.
   • Se você estiver usando um material extremamente frágil, como madeira balsa, e tiver dificuldade para manter o chassi unido, considere adicionar uma pequena tira de um material mais resistente (como metal ou plástico) na parte inferior do chassi. Isso aumenta a resistência estrutural do carro e limita a mudança na resistência do ar e no peso.

Método 3 de 3: Maximize a potência

1. Dê à sua ratoeira um "braço" longo para aumentar o efeito de alavanca. A maioria dos carros ratoeira funcionam assim: a ratoeira é 'fixada', uma corda amarrada ao braço da ratoeira é cuidadosamente enrolada em torno de um dos eixos das rodas, e quando a armadilha se fecha, o braço oscilante da armadilha transfere sua energia para o eixo para fazer as rodas girarem. Como o braço da adriça é bastante curto, se o carro não for construído com cuidado, ele pode puxar a correia muito rapidamente, fazendo com que as rodas escorreguem e desperdicem energia. Para um puxão mais lento e estável, prenda uma vara longa ao braço para agir como alavanca e, a seguir, amarre a ponta da corda a ela, em vez de ao próprio braço.
   • É importante usar o material correto para sua alavanca. O cabo não deve dobrar sob a tensão da corda - isso significa que energia está sendo desperdiçada. Muitos manuais recomendam estruturas de balsa robustas ou balsa reforçadas com metal para uma alavancagem firme, porém leve.
2. Posicione a armadilha o mais à frente possível. Presumindo que a armadilha está acionando as rodas traseiras, coloque a ratoeira no chassi o mais à frente possível, sem tocar nas rodas dianteiras. Quanto maior a distância entre a adriça e as rodas, melhor - mais distância significa que você pode enrolar mais corda em torno do eixo para a rede um pouquinho mais força de tração lenta e constante.
3. Certifique-se de que haja atrito mínimo nas peças móveis. Para a distância máxima, você deseja usar o máximo possível do poder de sua ratoeira. Isso significa reduzir o atrito em superfícies de seu carro onde os pontos deslizam uns contra os outros. Use um lubrificante suave, como WD-40, óleo de máquina de costura ou um produto semelhante para manter os pontos de contato entre as partes móveis de um carro bem lubrificados para que o carro "se mova" o mais suavemente possível.
   • Todas as descrições de construção de um carro ratoeira indicam que o eixo é a principal fonte de atrito em tal veículo. Para minimizar o atrito no eixo, esfregue ou borrife um pouco de lubrificante em cada eixo onde ele encontra o chassi e, se possível, aplique-o no ponto de contato deslizando as rodas para frente e para trás.
4. Se você puder, use a ratoeira mais poderosa possível. Normalmente, todos os alunos terão que usar a mesma ratoeira para esta tarefa, de modo que cada carro tenha a mesma potência. No entanto, se você não tiver essa limitação, use a ratoeira mais poderosa que puder encontrar! Armadilhas maiores, como armadilhas para ratos, fornecem muito mais potência do que as armadilhas para ratos básicas, mas também exigem estruturas mais robustas e podem quebrar o carro se fecharem, portanto, talvez seja necessário reforçar e ajustar seu chassi e / ou eixos.
   • Lembre-se de que as armadilhas para ratos e outras grandes armadilhas para roedores podem quebrar facilmente seus dedos, portanto, manuseie as armadilhas que estão na borda, mesmo se você tiver certeza de que a armadilha está presa ao seu eixo e não pode se fechar livremente.

Pontas

• Reduza o atrito no eixo, minimizando a área do suporte que entra em contato com o eixo de transmissão. Um suporte para os eixos de aço fino tem menos fricção do que um furo feito em uma tora.
• Reduza os choques colocando um pedaço de esponja na área do queijo. Isso evita que o carro salte muito quando o braço da alavanca se dobra para baixo.
• O alinhamento do eixo e da suspensão é fundamental para reduzir o atrito e melhorar o desempenho.
• Se você comprar uma lavadora, leve um CD e o eixo com você para a loja de ferragens. Isso aumenta a chance de obter o tamanho certo na primeira vez.
• Você pode ver muitos projetos de alunos diferentes no site "Mouse Trap Car Challenge".
• Aumente a fricção encerando a corda com cera de vela. Ao encerá-la, a corda tem uma melhor tração no eixo.
• Aumente o atrito quando necessário usando um elástico ou fita adesiva ao redor do eixo onde a corda está enrolada. A corda deve girar o eixo e não escorregar.
• Reduza a massa usando um bastão de luz simples como carroceria. A redução da massa também reduz o atrito nos macacos do eixo.
• É útil certificar-se de que o eixo não balança ou se moverá para a esquerda e para a direita.
• Use o mínimo de massa possível no carro e, ao mesmo tempo, torne-o grande o suficiente para se mover.

Coisas a considerar

• Relação roda / eixo: Use rodas grandes e um eixo pequeno para a distância. Pense na roda traseira de uma bicicleta; uma pequena unidade e uma grande roda.
• Lentidão: Quanta energia é necessária para ligar o carro? Um carro mais leve precisa de menos. Diminua a massa do seu veículo para a maior distância.
• Liberação de energia: Quando a energia é liberada lentamente, a energia é usada de forma mais eficiente e o carro continua dirigindo. Uma maneira de retardar essa liberação é alongar o braço da alavanca. Um braço mais longo percorre uma distância maior e cria mais corda ao redor do eixo. O carro continua, mas mais lento.
• Atrito: Minimize o atrito no eixo, minimizando a área de contato. Neste exemplo, um suporte de aço fino é usado. No início, um buraco era feito em uma tora para conter as cinzas. Isso foi omitido porque a área de superfície aumentada permite que o carro use energia para superar o atrito em vez de avançar.
• Tração: Esse é o atrito que você usa a seu favor. O atrito deve ser maximizado onde necessário (onde a corda se enrola ao redor do eixo e onde as rodas entram em contato com o chão). Deslizar cordas ou rodas é igual a energia desperdiçada.

Avisos

• Existe um limite para a quantidade de energia disponível: a força da mola. O carro da foto está próximo do máximo. Se o braço da alavanca fosse mais longo, ou as rodas fossem maiores, o carro seria não se mova! Neste caso, a saída de energia pode ser "sintonizada" empurrando levemente as antenas (encurtando a alça).
• As armadilhas para ratos são perigosas. Você pode quebrar um dedo. Sempre tenha um adulto supervisionando. Você pode se machucar e a queda pode quebrar!
• Tenha cuidado com ferramentas, serrar madeira ou quaisquer materiais nocivos. Certifique-se de que há sempre supervisão de um adulto é quando você trabalha no projeto.