Votre professeur de sciences vous donne donc un devoir de classe pour construire une « voiture piège à souris », qui consiste à construire et à concevoir un petit véhicule alimenté par le mouvement brusque d'une piège à souris afin que la voiture puisse se déplacer aussi loin que possible. Si vous voulez surpasser vos camarades de classe, vous devez rendre votre voiture aussi efficace que possible afin qu'elle parcoure la plus grande distance. Avec la bonne approche, vous pouvez dessiner des conceptions de voitures détaillées pour atteindre une distance maximale en utilisant uniquement des outils simples à la maison.
Étape
Méthode 1 sur 3: Optimiser les roues de votre véhicule
Étape 1. Utilisez une grande roue arrière
Les grandes roues ont une plus grande inertie de rotation que les petites roues. Concrètement, une fois que les roues commenceront à tourner, elles auront plus de mal à s'arrêter. Ainsi, les plus grandes roues sont parfaites pour les compétitions de distance - théoriquement, elles accéléreront plus lentement que les petites roues, mais tourneront plus longtemps et couvriront de plus longues distances. Donc, pour un dégagement maximum, placez la très grande roue sur l'essieu directeur (c'est là que la souricière est fixée, qui est généralement l'arrière)
La roue avant n'a pas vraiment d'importance - elle peut être grande ou petite. Pour que cela ressemble à une voiture de course, vous voudrez peut-être mettre les grandes roues à l'arrière et les plus petites à l'avant
Étape 2. Utilisez une roue fine et légère
Ne mettez pas de poids sur les roues - des charges inutiles ralentiront certainement la voiture ou provoqueront des frictions. De plus, les roues larges peuvent avoir un effet négatif sur le remorquage en raison de la résistance de l'air. Par conséquent, il vaut mieux utiliser les roues les plus fines et les plus légères pour la voiture.
- Les vieux CD ou DVD font assez bien pour remplir cet objectif - gros, minces et très légers. En termes de compatibilité, des bouchons de tuyaux peuvent être utilisés pour réduire la taille du trou au centre du CD (pour s'adapter à l'axe).
- Si vous avez des disques vinyles, vous pouvez également les utiliser, même s'ils peuvent être trop lourds pour une très petite souricière.
Étape 3. Utilisez un petit essieu arrière
Supposons que votre voiture est une voiture qui repose sur les roues arrière. Chaque fois que l'essieu arrière tourne, la roue arrière tourne également. Si l'essieu arrière est très fin, votre voiture piège à souris pourra se déplacer plus rapidement sur la même distance que si l'essieu arrière était plus large. Lorsque la roue arrière tourne davantage, la distance parcourue sera également plus importante. Il est donc assez sage de fabriquer l'essieu à partir du matériau le plus fin, tout en pouvant supporter le poids du cadre et des roues.
Les petites chevilles sont un très bon choix et sont faciles à obtenir. Si vous avez des barres en métal, c'est encore mieux - lorsqu'elles sont lubrifiées, elles ne frottent généralement pas très facilement
Étape 4. Créez une traction en ajoutant des bords à la roue
Si la roue glisse pendant que le piège s'enclenche, de l'énergie sera gaspillée - la souricière fonctionne pour faire tourner la roue. Cependant, en raison du dérapage, votre voiture n'atteint pas la distance souhaitée. Par conséquent, l'ajout d'un matériau induisant un frottement sur la roue arrière réduira le risque de glissement. Afin de ne pas mettre trop de poids, utilisez autant de matériel d'induction que nécessaire pour donner un peu d'adhérence, et rien de plus. Ces ingrédients sont:
- Adhésif électrique
- Caoutchouc
- Le ballon en caoutchouc qui a éclaté
- De plus, placer du papier de verre sous les roues au début du mouvement réduira le risque de glissade lorsque la voiture se met en mouvement (c'est-à-dire lorsque le risque de glissade est fréquent).
Méthode 2 sur 3: Ajuster le cadre de la voiture
Étape 1. Rendez le cadre aussi léger que possible
Plus important encore, votre voiture doit être légère. Moins votre voiture a de masse, mieux c'est - chaque gramme ou milligramme que vous pouvez retirer du châssis de votre voiture fera aller votre voiture de plus en plus loin. Essayez de ne pas ajouter de matériau de cadre autre que celui requis par la souricière et l'essieu existants. Si vous voyez une pièce qui ne fonctionne pas, essayez de la retirer ou, si possible, percez un trou dedans avec une perceuse pour réduire le poids. Vous pouvez également utiliser le matériau le plus léger pour le châssis du véhicule. Les matériaux suivants sont appropriés:
- Bois de balsa
- Feuille de plastique dur
- Plaque métallique fine et légère (aluminium, matériau de couverture en zinc, etc.)
- Jouets de construction (K'NEX, Lego, etc.)
Étape 2. Faites un cadre long et petit
Idéalement, vous voulez que la voiture ait une forme aérodynamique - ce qui signifie que la voiture aura le moins de surface sur la partie contre laquelle elle se déplace. Comme une flèche, une chaloupe, un avion ou une lance, un véhicule conçu pour une efficacité maximale aura toujours une forme longue et fine pour minimiser la friction contre la résistance de l'air. Pour une voiture piège à souris, vous devrez construire le cadre de la voiture pour qu'il soit petit (bien qu'il soit difficile de faire un cadre plus petit que le piège à souris lui-même), ainsi que verticalement mince.
N'oubliez pas qu'afin de minimiser le glissement, vous devez essayer de rendre le profil de votre voiture aussi mince et petit que possible. Essayez de placer votre voiture sur le sol et de regarder votre voiture de l'avant pour avoir une vue plus claire des grandes parties de la voiture
Étape 3. Utilisez de la colle au lieu de clous dans la mesure du possible
Si possible, appliquez de la colle sur le design de votre voiture au lieu d'utiliser des clous, des bâtons de colle ou d'autres objets lourds. Par exemple, il vous suffit d'utiliser une petite quantité de colle pour coller la souricière sur le cadre. En général, la colle fonctionnera aussi bien que les ongles, tandis que les ongles mettront un poids inutile dessus.
Un autre avantage de la colle est qu'elle n'affecte généralement pas la résistance au vent du véhicule. Pendant ce temps, si la pointe du clou sort du cadre de la voiture, cela provoquera un effet mineur
Étape 4. Gardez toujours à l'esprit l'intégrité structurelle du châssis de la voiture
Le seul facteur limitant lorsqu'il s'agit de fabriquer un cadre de voiture léger et mince est sa fragilité - si le cadre est trop léger, le cadre sera si fragile qu'un claquement de souricière endommagera la voiture. La précision dans l'équilibrage de l'efficacité pour atteindre la distance maximale avec la stabilisation de la voiture sera assez difficile. Cependant, n'ayez pas peur d'expérimenter. La souricière elle-même se casse rarement, donc tant que vous avez beaucoup de matériel de cadre, vous avez la liberté de faire des erreurs.
Si vous utilisez un matériau très fragile tel que le bois de balsa et que vous avez du mal à assembler le cadre, envisagez d'ajouter un matériau plus résistant tel que du métal ou du plastique sous le côté du cadre. En faisant cela, vous avez augmenté la résistance structurelle de la voiture et minimisé les modifications de sa résistance à l'air et de son poids
Méthode 3 sur 3: Maximiser la puissance de la voiture
Étape 1. Donnez à votre souricière un long « bras » pour augmenter son effet de levier
La plupart des voitures pièges à souris fonctionnent comme suit: le piège à souris est « installé », une corde attachée au piège est soigneusement enroulée sur l'un des axes de la roue et, lorsque l'appareil est cassé, le bras du piège flottant envoie de l'énergie à l'essieu. faire tourner les roues. Étant donné que le bras du piège est assez court, une voiture qui n'est pas soigneusement construite tirera sur la corde trop rapidement et fera glisser les roues et perdre de la puissance. Pour une traction plus lente et plus ferme, essayez d'attacher un long fer au bras qui agit comme un levier, puis essayez d'attacher l'extrémité de la corde au fer au lieu de l'attacher au bras.
Utilisez le bon matériel comme levier. Le levier ne doit pas du tout plier en raison de la tension de la corde - lorsque cela se produit, la puissance est gaspillée. De nombreux guides recommandent une construction en balsa plus robuste ou des supports en balsa avec du fer ajouté pour un levier robuste mais léger
Étape 2. Placez le piège aussi loin que possible
Supposons que le piège fera tourner la roue arrière. Vous voulez que la souricière soit située loin du cadre afin qu'elle ne touche pas les roues avant. Plus la distance entre le piège et la roue est grande, mieux c'est - plus la distance est longue, plus vous pourrez faire rouler plus de corde autour de l'essieu pour une traction plus lente et plus de puissance.
Étape 3. Assurez une friction minimale sur les pièces mobiles de la voiture
Pour une distance maximale, vous souhaitez utiliser presque 100% de la puissance de votre souricière. Cela signifie que vous devez réduire le "frottement" sur les surfaces des voitures glissant les unes contre les autres. Utilisez un lubrifiant doux, tel que du WD 40, de la graisse automobile ou des produits similaires pour maintenir les points de contact entre les pièces mobiles de la voiture lubrifiés afin que la voiture « roule » aussi doucement que possible.
De nombreux manuels de fabrication de voitures pièges à souris identifient l'essieu comme la principale source de friction dans les voitures pièges à souris. Pour minimiser le frottement de l'essieu, appliquez ou vaporisez une petite quantité de lubrifiant sur chaque essieu fixé au cadre. Ensuite, si possible, testez le terrain d'entente en faisant rouler les roues d'avant en arrière
Étape 4. Utilisez la souricière la plus puissante
La plupart du temps, pour fabriquer une voiture souricière, tous les élèves doivent utiliser une souricière de la même taille afin que chaque voiture ait la même puissance. Cependant, si cela est autorisé, utilisez des pièges plus puissants que les pièges ordinaires ! Les pièges plus grands, tels qu'un piège à souris d'égout, fournissent plus de puissance qu'un piège à souris ordinaire. Mais ce piège nécessite également une construction de cadre plus robuste. Sinon, ce piège peut détruire la voiture lors de l'élingage. Vous devez renforcer le cadre et l'essieu de votre voiture pour qu'ils correspondent.
Gardez à l'esprit que les pièges à égouts et autres gros pièges à rongeurs peuvent casser les doigts. Alors, soyez prudent, même lorsque vous êtes sûr que le piège est déjà fixé à l'axe et ne se cassera pas facilement
Des astuces
- Si la corde est enroulée autour de l'essieu, il peut être difficile pour la voiture de se déplacer. L'ajout d'un gros maillon sur le volant peut augmenter la traction. Sur certaines images, il y a une bobine en caoutchouc sur l'essieu, qui agit comme un « engrenage » et réduit le glissement de la corde.
- Utilisez le levier le plus long pour étendre le bras de la souricière aussi loin que possible. L'extrémité qui parcourt une plus longue distance permettra à la bobine de corde sur la roue de mieux fonctionner. L'antenne d'une radio endommagée peut servir de levier. Tout ce qui est long, léger et peu flexible peut être utilisé comme levier.
- Réduisez les frottements sur l'essieu en minimisant la surface d'appui en contact avec l'essieu directeur. Les supports d'essieux en acier mince ont moins de friction que les trous percés dans des blocs de bois.
- Réduisez le choc en utilisant une petite éponge qui agit comme un appât au fromage. Cela réduira le saut de la voiture lorsque le bras de levier s'enclenche.
- Le réglage des lignes d'essieux et des roulements est essentiel pour réduire la friction et améliorer les performances.
- Réduisez la friction en appliquant Molykote®, un lubrifiant en poudre à base de bisulfure de molybdène sur les essieux, les roues et les ressorts de piège à souris.
- Apportez le CD et l'essieu à la quincaillerie si vous achetez des bouchons. Cela "peut" aider à obtenir la bonne taille la première fois.
Vous pouvez voir les efforts des étudiants sur le site Web Mouse Trap Car Challenge.
- Augmentez la friction en cirant la corde à l'aide d'une bougie allumée. En fournissant de la cire, la corde a une meilleure traction sur l'axe.
- Augmentez la friction si nécessaire en utilisant du caoutchouc ou du ruban adhésif ou appliquez de l'adhésif autour de l'axe où la corde est enroulée. La corde fera tourner l'axe et ne glissera pas.
- Réduisez la masse en utilisant des bâtons lumineux pour les parties du corps du mobi. La réduction de la masse réduira également la friction sur les supports d'essieu.
Choses à savoir
- Rapport roue/essieu: Pour la distance, utilisez une grande roue et un petit axe. Imaginez la roue arrière d'un vélo; Petits engrenages et grandes roues.
- Inertie: Quelle est la puissance nécessaire pour faire fonctionner la voiture ? Les voitures plus légères nécessitent moins de puissance. Baissez la masse de votre véhicule pour la meilleure distance.
- Taux de libération d'énergie: Si l'énergie est libérée lentement, l'énergie est utilisée plus efficacement et la voiture se déplacera plus loin. Une façon de ralentir cette libération est d'allonger le bras de levier. Le bras le plus long se déplace plus loin et laisse plus de place pour la bobine de corde autour de l'essieu. La voiture ira plus loin, mais plus lentement.
- Friction: Minimiser les frottements sur l'essieu en minimisant la zone de contact. Des supports en acier mince sont utilisés à titre d'exemple. Initialement, un trou est percé dans le bloc de bois utilisé pour maintenir l'essieu. Ensuite, en raison de la plus grande surface, la voiture utilise de l'énergie pour faire face à la friction au lieu de se déplacer.
- tirer: C'est ce qu'on appelle le frottement lorsqu'il est utilisé comme un avantage. La friction doit être maximisée là où elle est nécessaire (là où la corde est enroulée autour de l'essieu et là où la roue rencontre le sol). Des cordes ou des roues qui glissent gaspillent de l'énergie.
Avertissement
- Il y a une limite à la quantité d'énergie disponible; c'est-à-dire puissance par. La voiture qui est illustrée est déjà un exemple qui atteint une efficacité presque maximale. Si les leviers étaient plus longs ou si les roues étaient plus grosses, la voiture « ne bougerait pas du tout ! Dans ce cas, la puissance libérée peut être « tournée » en poussant l'antenne vers l'intérieur (raccourcissement du levier).
- Les pièges à souris sont assez dangereux. Vous pouvez vous casser le doigt. Demande de l'aide à un adulte. Vous pouvez vous blesser et vous pouvez également briser des pièges !
- Soyez prudent lorsque vous utilisez des outils, coupez du bois ou utilisez des matières dangereuses. Vous devriez toujours demander de l'aide à un adulte lorsque vous travaillez.
