Jadi, guru sains Anda telah memberikan tugas klasik "mobil perangkap tikus" kepada kelas Anda: membuat, merancang, dan membangun kendaraan kecil yang digerakkan oleh aksi menjentikkan perangkap tikus untuk membuat mobil Anda melaju sejauh mungkin. Jika Anda ingin unggul dari semua siswa lain di kelas Anda, Anda harus membuat mobil Anda seefisien mungkin sehingga Anda dapat menekan setiap inci dari "mobil" Anda. Dengan pendekatan yang tepat, dimungkinkan untuk merampingkan desain mobil Anda untuk jarak maksimum hanya dengan menggunakan bahan rumah biasa. Anda juga dapat membeli car kit perangkap tikus dari toko kerajinan mana pun dan tidak bertanya-tanya apakah itu akan berhasil.
Langkah
Metode 1 dari 3: Mengoptimalkan Roda Anda
Langkah 1. Gunakan roda belakang yang besar
Roda besar memiliki inersia rotasi yang lebih besar daripada roda kecil. Dalam praktiknya, ini berarti bahwa begitu mereka mulai berguling, mereka lebih sulit untuk berhenti berguling. Hal ini membuat roda besar sempurna untuk kontes berbasis jarak - secara teoritis, mereka akan berakselerasi lebih cepat daripada roda yang lebih kecil, tetapi mereka akan menggelinding lebih lama dan mereka akan menempuh jarak yang lebih jauh secara keseluruhan. Jadi, untuk jarak maksimum, buatlah roda pada poros penggerak (yang digunakan untuk mengikat perangkap tikus, yang biasanya di belakang) sangat besar.
Roda depan sedikit kurang penting - bisa besar atau kecil. Untuk tampilan drag racer klasik, Anda akan menginginkan roda besar di belakang dan roda kecil di depan
Langkah 2. Gunakan roda yang tipis dan ringan
Roda yang lebih tipis memiliki gesekan yang lebih sedikit dan dapat berjalan lebih jauh jika jarak yang Anda inginkan atau butuhkan dengan pembalap perangkap tikus Anda. Penting juga untuk memperhitungkan berat roda itu sendiri - berat yang tidak diperlukan pada akhirnya akan memperlambat mobil Anda atau menyebabkan gesekan tambahan. Selain itu, perlu dicatat bahwa roda lebar bahkan dapat memiliki efek negatif kecil pada hambatan mobil karena hambatan udara. Untuk alasan ini, Anda sebaiknya menggunakan roda tertipis dan teringan yang tersedia untuk mobil Anda.
- CD atau DVD lama bekerja dengan cukup baik untuk tujuan ini - ukurannya besar, tipis, dan sangat ringan. Dalam hal ini, mesin cuci pipa ledeng dapat digunakan untuk mengurangi ukuran lubang di tengah CD (agar lebih pas dengan as roda).
- Jika Anda memiliki akses ke vinil lama, ini juga bekerja dengan sangat baik, meskipun mungkin terlalu berat untuk perangkap tikus terkecil.
Langkah 3. Gunakan poros belakang yang sempit
Dengan asumsi mobil Anda adalah mobil penggerak roda belakang, setiap kali poros belakang Anda berputar, roda belakang berputar. Jika gandar belakang Anda sangat kurus, mobil perangkap tikus Anda akan dapat memutarnya lebih banyak untuk panjang tali yang sama daripada jika lebih lebar. Ini berarti memutar roda belakang Anda lebih banyak, yang berarti jarak yang lebih jauh! Untuk alasan ini, adalah ide yang bijaksana untuk membuat as roda Anda dari bahan tertipis yang tersedia yang masih dapat menopang berat rangka dan roda.
Batang dowel kayu yang sempit adalah pilihan yang bagus dan mudah diakses di sini. Jika Anda memiliki akses ke batang logam tipis, ini bahkan lebih baik - ketika dilumasi, gesekan biasanya lebih sedikit
Langkah 4. Ciptakan traksi dengan memberi tepi gesekan roda
Jika roda tergelincir ke tanah saat jebakan muncul, energi terbuang sia-sia - perangkap tikus bekerja untuk membuat roda berputar, tetapi Anda tidak mendapatkan jarak ekstra. Jika ini terjadi pada mobil Anda, menambahkan bahan pemicu gesekan ke roda belakang dapat mengurangi selipnya. Untuk menjaga kebutuhan berat Anda tetap rendah, gunakan hanya sebanyak yang diperlukan untuk memberikan pegangan pada ujung roda dan tidak ada tambahan. Beberapa bahan yang cocok adalah:
- Pita listrik
- Karet gelang
- Karet balon meletus
- Selain itu, menempatkan selembar amplas di bawah roda belakang di garis start dapat mengurangi selip saat mobil mulai bergerak (ketika kemungkinan besar).
Metode 2 dari 3: Menyesuaikan Bingkai Anda
Langkah 1. Bangun bingkai yang paling ringan
Di atas segalanya, mobil Anda harus ringan. Semakin kecil massa mobil Anda, semakin baik - setiap gram atau miligram yang dapat Anda potong dari rangka mobil sedikit lebih jauh dari perangkap tikus Anda untuk mendorong mobil Anda. Cobalah untuk tidak memiliki bahan rangka tambahan di luar apa yang diperlukan untuk menjaga perangkap tikus dan as roda Anda tetap di tempatnya. Jika Anda melihat ruang kosong di bingkai Anda, coba lepaskan, atau, jika ini tidak mungkin, buat lubang di dalamnya dengan bor untuk menurunkan beratnya. Anda juga ingin menggunakan bahan yang paling ringan untuk bingkai Anda. Berikut adalah beberapa yang cocok:
- Kayu balsa
- Lembaran plastik keras
- Lembaran logam tipis dan ringan (bahan atap aluminium/timah, dll.)
- Mainan bangunan (K'NEX, Lego, dll.)
Langkah 2. Buat bingkai menjadi panjang dan sempit
Idealnya, Anda ingin mobil Anda berbentuk aerodinamis - sehingga menyajikan luas permukaan sekecil mungkin ke arah yang akan dilaluinya. Seperti anak panah, longboat, pesawat terbang, atau tombak, kendaraan yang dirancang dengan efisiensi maksimum hampir selalu memiliki bentuk yang panjang dan kurus untuk meminimalkan hambatan dari hambatan udara. Untuk keperluan mobil perangkap tikus Anda, ini berarti membuat bingkai Anda sempit (walaupun akan sulit untuk membuat bingkai Anda lebih sempit dari perangkap tikus itu sendiri) dan kurus secara vertikal.
Ingat, untuk meminimalkan hambatan, Anda mencoba memberi mobil Anda profil yang paling sempit dan sekecil mungkin. Cobalah turun ke tanah dan lihat mobil Anda dari depan untuk melihat potongan rangka yang membuat profil mobil Anda tidak perlu terlalu besar
Langkah 3. Gunakan lem sebagai pengganti paku jika memungkinkan
Di mana pun Anda bisa, coba gunakan lem pada desain mobil Anda, bukan paku, peniti, atau larutan lain yang lebih berat. Misalnya, Anda hanya perlu menggunakan beberapa titik kecil lem untuk memasang perangkap tikus ke bingkai. Umumnya, lem akan menahan seperti kuku, yang dapat menambah berat yang tidak perlu. Gunakan lem super, bukan lem sekolah, itu tidak akan bertahan dengan baik.
Keuntungan lain dari lem adalah bahwa lem biasanya tidak mempengaruhi hambatan udara mobil Anda. Di sisi lain, jika salah satu ujung paku keluar dari bingkai Anda, itu bisa berdampak kecil
Langkah 4. Ingatlah integritas struktural bingkai Anda
Satu-satunya faktor pembatas dalam hal seberapa ringan dan kurusnya Anda dapat membuat rangka mobil perangkap tikus Anda adalah kerapuhannya - jika terlalu ringan, mungkin akan menjadi sangat rapuh sehingga tindakan menjebak tikus akan merusak mobil. Keseimbangan halus antara mencapai jarak maksimum dan membuat mobil Anda tidak stabil bisa jadi cukup sulit untuk dilakukan dengan benar, tetapi jangan takut untuk bereksperimen. Perangkap tikus itu sendiri kemungkinan tidak akan pernah rusak, jadi selama Anda memiliki bahan bingkai ekstra, Anda akan memiliki kebebasan untuk membuat kesalahan.
Jika Anda menggunakan bahan yang sangat rapuh seperti kayu balsa dan Anda kesulitan menyatukan bingkai, pertimbangkan untuk menambahkan potongan kecil dari bahan yang lebih kuat seperti logam atau plastik di bagian bawah bingkai. Melakukan hal ini meningkatkan kekuatan struktural mobil sambil meminimalkan perubahan pada hambatan udara dan beratnya
Metode 3 dari 3: Memaksimalkan Kekuatan Anda
Langkah 1. Berikan perangkap Anda "lengan" yang panjang untuk meningkatkan daya ungkitnya
Sebagian besar mobil perangkap tikus bekerja sebagai berikut: perangkap tikus "dipasang", tali yang diikatkan ke lengan perangkap tikus dililitkan dengan hati-hati pada salah satu as roda, dan, ketika perangkap dilepaskan, lengan ayun perangkap memindahkan energinya. ke poros untuk memutar roda. Karena lengan perangkap cukup pendek, jika mobil tidak dibangun dengan hati-hati, mobil dapat menarik tali terlalu cepat, menyebabkan roda tergelincir dan kehilangan energi. Untuk tarikan yang lebih lambat dan mantap, coba pasang tiang panjang ke lengan untuk bertindak sebagai tuas, lalu ikat ujung tali ke ini, lebih baik daripada ke lengan itu sendiri.
Sangat penting untuk menggunakan bahan yang tepat untuk tuas Anda. Tuas tidak boleh menekuk sama sekali di bawah tekanan tali - ini menunjukkan energi yang terbuang. Banyak pemandu merekomendasikan konstruksi balsa yang kokoh atau balsa yang diperkuat dengan logam untuk memberikan tuas yang kokoh namun ringan
Langkah 2. Posisikan perangkap sejauh mungkin ke depan
Dengan asumsi bahwa perangkap Anda akan memutar roda belakang, Anda akan ingin perangkap tikus mobil Anda berada jauh ke depan pada rangka tanpa menyentuh roda depan. Semakin jauh jarak antara jebakan dan roda, semakin baik - semakin jauh jarak berarti Anda dapat melilitkan lebih banyak tali di sekitar gandar hanya dengan sedikit daya tarikan yang lebih lambat dan stabil.
Langkah 3. Pastikan gesekan minimal pada bagian yang bergerak
Untuk jarak maksimum, Anda harus menggunakan kekuatan perangkap tikus sedekat mungkin dengan 100%. Ini berarti mengurangi gesekan pada permukaan mobil Anda di mana titik-titik saling bergesekan. Gunakan pelumas ringan, seperti WD-40, pelumas mobil, atau produk serupa untuk menjaga titik kontak antara bagian-bagian mobil yang bergerak diminyaki dengan baik sehingga mobil "berjalan" semulus mungkin.
Banyak pemandu pembuatan mobil perangkap tikus mengidentifikasi gandar sebagai sumber utama gesekan pada mobil perangkap tikus. Untuk meminimalkan gesekan poros, gosok atau semprotkan sedikit pelumas pada setiap poros yang bertemu dengan rangka, kemudian, jika mungkin, kerjakan ke titik kontak dengan menggeser roda ke depan dan ke belakang
Langkah 4. Jika Anda diizinkan, gunakan perangkap tikus yang paling kuat
Sebagian besar waktu, untuk tugas mobil perangkap tikus, semua siswa akan diminta untuk menggunakan ukuran perangkap tikus yang sama sehingga desain mobil setiap orang memiliki jumlah daya yang sama. Namun, jika Anda tidak memiliki batasan ini, jangan ragu untuk menggunakan 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 ini juga memerlukan konstruksi yang lebih kokoh atau dapat merusak mobil saat dipasang, jadi Anda mungkin perlu memperkuat rangka dan/atau gandar untuk mengakomodasi.
Ingatlah bahwa jebakan tikus dan jebakan hewan pengerat besar lainnya dapat dengan mudah mematahkan jari, jadi tangani jebakan bersenjata dengan sangat hati-hati, bahkan ketika Anda yakin bahwa jebakan dipasang pada gandar Anda dan seharusnya tidak dapat menutup dengan bebas
Tips
- Jika tali hanya melilit poros, mobil mungkin hampir tidak bergerak. Menambahkan hub drive yang lebih besar dapat meningkatkan daya tarik. Di beberapa gambar ada ban karet di as roda, ini berfungsi sebagai "gigi" dan mengurangi selip senar.
- Gunakan tuas terpanjang yang tersedia untuk memperpanjang lengan perangkap tikus sejauh mungkin. Ujungnya melintasi jarak yang lebih jauh sehingga memungkinkan lebih banyak lilitan roda untuk dimainkan. Antena dari boom-box yang rusak digunakan untuk tuas. Apa pun yang panjang, ringan, dan tidak terlalu fleksibel dapat digunakan untuk tuas.
- Kurangi gesekan pada gandar dengan meminimalkan luas permukaan penyangga yang bersentuhan dengan poros penggerak. penopang gandar dari baja tipis memiliki gesekan yang lebih kecil daripada lubang yang dibor melalui balok kayu.
- Kurangi kejutan dengan menggunakan sedikit spons sebagai keju simulasi. Ini menghentikan mobil dari melompat begitu banyak ketika lengan tuas menampar ke bawah.
- Penjajaran gandar dan dudukan sangat penting untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan kinerja.
- Kurangi gesekan dengan mengoleskan Molykote®, pelumas bubuk berbahan dasar molibdenum disulfida ke as, roda, dan pegas perangkap tikus.
- Bawalah CD dan porosnya ke toko perangkat keras jika Anda membeli mesin cuci. Ini dapat membantu Anda mendapatkan ukuran yang tepat untuk pertama kalinya.
- Anda dapat melihat banyak upaya siswa yang berbeda di situs web Mouse Trap Car Challenge.
- Meningkatkan gesekan dengan waxing string dengan lilin lilin. Dengan waxing, string memiliki tarikan yang lebih baik pada as.
- Tingkatkan gesekan jika diperlukan dengan menggunakan ban karet atau selotip di sekitar poros tempat tali dililitkan. Tali harus memutar poros dan tidak tergelincir.
- Kurangi massa dengan menggunakan light stick sederhana untuk bagian tubuh. Mengurangi massa juga mengurangi gesekan pada penopang gandar.
- Hal ini berguna untuk memastikan poros Anda tidak bergemuruh 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-ke-poros: Untuk jarak, gunakan roda besar dan gardan kecil. Pikirkan roda belakang sepeda; gigi penggerak kecil dan roda besar.
- Kelembaman: Berapa banyak energi yang dibutuhkan untuk menyalakan mobil Anda? Mobil yang lebih ringan membutuhkan lebih sedikit. Turunkan massa kendaraan Anda untuk jarak terbaik.
- Tingkat Pelepasan Energi: Jika energi dilepaskan secara perlahan, daya yang 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 menempuh jarak yang lebih jauh dan memungkinkan lebih banyak lilitan tali di sekitar gandar. Mobil akan pergi jauh, tetapi lebih lambat.
- Gesekan: Meminimalkan gesekan pada poros dengan meminimalkan luas permukaan kontak. Sebuah braket baja tipis digunakan dalam contoh ini. Pada awalnya, lubang yang dibor melalui balok kayu digunakan untuk menahan poros. Ini ditinggalkan karena luas permukaan yang lebih besar menyebabkan mobil menggunakan energi untuk mengatasi gesekan daripada bergerak maju.
- Daya tarik: Inilah yang Anda sebut gesekan ketika digunakan untuk keuntungan Anda. Gesekan harus dimaksimalkan jika diperlukan (di mana tali melingkar di sekitar poros dan di mana roda menyentuh lantai). Tergelincirnya tali atau roda sama dengan energi yang terbuang.
Peringatan
- Perangkap tikus berbahaya. Anda bisa mematahkan jari. Gunakan pengawasan orang dewasa. Anda bisa terluka dan Anda dapat membagi jebakan!
- Ada batasan jumlah energi yang tersedia; kekuatan musim semi. Mobil yang ditampilkan mendekati maksimum. Jika lengan tuas lebih panjang, atau roda lebih besar, mobil tidak akan bergerak sama sekali! Dalam hal ini, pelepasan energi dapat "disetel" dengan mendorong antena beberapa (memendekkan tuas).
- Berhati-hatilah saat berurusan dengan alat, memotong kayu, atau dengan bahan berbahaya lainnya. Anda harus selalu memiliki dewasa pengawasan saat bekerja.
