Entonces, tu profesor de ciencias te asigna una tarea en clase para construir un “carro trampa para ratones”, que consiste en construir y diseñar un vehículo pequeño que obtiene energía del movimiento de chasquido de una trampa para ratones para que el carro pueda moverse lo más lejos posible. Si desea superar a sus compañeros de clase, debe hacer que su automóvil sea lo más eficiente posible para que cubra la mayor distancia. Con el enfoque correcto, puede dibujar diseños de automóviles detallados para lograr la máxima distancia utilizando solo herramientas simples en el hogar.
Paso
Método 1 de 3: Optimización de las ruedas de su vehículo
Paso 1. Utilice una rueda trasera grande
Las ruedas grandes tienen mayor inercia rotacional que las ruedas pequeñas. En términos prácticos, una vez que las ruedas comiencen a girar, tendrán más dificultades para detenerse. Por lo tanto, las ruedas más grandes son perfectas para los concursos de distancia; en teoría, acelerarán más lentamente que las ruedas más pequeñas, pero girarán más y cubrirán distancias más largas. Entonces, para obtener el máximo espacio libre, coloque la rueda muy grande en el eje de dirección (que es donde se adjunta la trampa para ratones, que generalmente es la parte trasera)
La rueda delantera realmente no importa, puede ser grande o pequeña. Para que parezca un auto de carreras, es posible que desee colocar las ruedas grandes en la parte trasera y las más pequeñas en la parte delantera
Paso 2. Use una rueda delgada y liviana
No ponga peso sobre las ruedas: las cargas innecesarias definitivamente ralentizarán el automóvil o causarán fricción. Además, las ruedas anchas pueden tener un efecto negativo en el remolque debido a la resistencia del aire. Por lo tanto, es mejor que utilice las ruedas más delgadas y ligeras para el automóvil.
- Los CD o DVD antiguos funcionan lo suficientemente bien como para cumplir este propósito: grandes, delgados y muy livianos. En términos de compatibilidad, los tapones de tubería se pueden usar para reducir el tamaño del orificio en el centro del CD (para adaptarse al eje).
- Si tiene discos de vinilo, también puede usarlos, aunque pueden ser demasiado pesados para una ratonera muy pequeña.
Paso 3. Utilice un eje trasero pequeño
Suponga que su automóvil es un automóvil que se basa en ruedas traseras. Cada vez que gira el eje trasero, también gira la rueda trasera. Si el eje trasero es muy delgado, su carro ratonera podrá moverse más rápido por la misma distancia que si el eje trasero fuera más ancho. Cuando la rueda trasera gira más, la distancia recorrida también será mayor. Por lo tanto, es bastante prudente si fabrica el eje con el material más delgado pero aún puede soportar el peso del cuadro y las ruedas.
Los tacos pequeños son una buena opción y son fáciles de conseguir. Si tiene barras de metal, eso es incluso mejor: cuando están lubricadas, generalmente no se frotan con mucha facilidad
Paso 4. Cree tracción agregando bordes a la rueda
Si la rueda se desliza mientras la trampa se rompe, se desperdiciará energía: la trampa para ratones hace que la rueda gire. Sin embargo, debido al derrape, su automóvil no alcanza la distancia deseada. Por lo tanto, agregar un material que induzca la fricción a la rueda trasera reducirá el riesgo de resbalones. Para no poner demasiado peso, utilice tanto material de inducción como sea necesario para dar un poco de agarre, y nada más. Estos ingredientes son:
- Adhesivo eléctrico
- Caucho
- El globo de goma que ha estallado
- Además, colocar papel de lija debajo de las ruedas al inicio del movimiento reducirá el riesgo de resbalar cuando el automóvil comience a moverse (es decir, cuando el riesgo de resbalar es frecuente).
Método 2 de 3: Ajuste del marco del automóvil
Paso 1. Haz que el marco sea lo más ligero posible
Lo más importante es que su automóvil debe ser liviano. Cuanto menos masa tenga su automóvil, mejor: cada gramo o miligramo que pueda quitar del marco de su automóvil hará que su automóvil vaya más y más lejos. Trate de no agregar ningún material de marco que no sea el requerido por la trampa para ratones y el eje existentes. Si ve una pieza que no funciona, intente quitarla o, si es posible, haga un agujero con un taladro para reducir el peso. También puede utilizar el material más ligero para el bastidor del vehículo. Los siguientes son materiales adecuados:
- Balsa
- Hoja de plástico duro
- Placa de metal delgada y liviana (aluminio, material de techo de zinc, etc.)
- Juguetes de construcción (K'NEX, Lego, etc.)
Paso 2. Haz un marco largo y pequeño
Idealmente, desea que el automóvil tenga una forma aerodinámica, es decir, el automóvil tendrá la menor superficie en la parte contra la que se desplaza. Como una flecha, un bote, un avión o una lanza, un vehículo diseñado para la máxima eficiencia siempre tendrá una forma larga y delgada para minimizar la fricción contra la resistencia del aire. Para un automóvil con trampa para ratones, deberá construir el marco del automóvil para que sea pequeño (aunque será difícil hacer un marco más pequeño que la trampa para ratones), así como verticalmente delgado.
Recuerde, para minimizar el deslizamiento, debe intentar que el perfil de su automóvil sea lo más delgado y pequeño posible. Intente colocar su automóvil en el suelo y mirarlo desde el frente para obtener una vista más clara de las partes grandes del automóvil
Paso 3. Utilice pegamento en lugar de clavos siempre que sea posible
Si es posible, aplique pegamento al diseño de su automóvil en lugar de usar clavos, barras de pegamento u otros objetos pesados. Por ejemplo, solo necesita usar una pequeña cantidad de pegamento para pegar la ratonera al marco. En general, el pegamento funcionará tan bien como las uñas, mientras que las uñas le darán un peso innecesario.
Otra ventaja del pegamento es que normalmente no afecta la resistencia al viento del vehículo. Mientras tanto, si la punta de la uña se sale del marco del automóvil, esto causará un efecto menor
Paso 4. Tenga siempre en cuenta la integridad estructural del bastidor del automóvil
El único factor limitante cuando se trata de hacer un marco de automóvil liviano y delgado es su fragilidad: si el marco es demasiado liviano, será tan frágil que un chasquido de una trampa para ratones dañará el automóvil. La precisión en el equilibrio de la eficiencia para lograr la máxima distancia con la estabilización del automóvil será bastante difícil. Sin embargo, no tenga miedo de experimentar. La trampa para ratones en sí rara vez se rompe, por lo que siempre que tenga suficiente material para el marco, tendrá la libertad de cometer errores.
Si está utilizando un material muy frágil, como madera de balsa, y tiene problemas para ajustar el marco, considere agregar un material más fuerte, como metal o plástico, en la parte inferior del costado del marco. Al hacer esto, ha aumentado la resistencia estructural del automóvil y ha minimizado los cambios en la resistencia del aire y el peso
Método 3 de 3: maximizar la potencia del automóvil
Paso 1. Dale a tu ratonera un “brazo” largo para aumentar su apalancamiento
La mayoría de los carros de trampa para ratones funcionan de la siguiente manera: la trampa para ratones está "preparada", una cuerda atada a la trampa se enrolla cuidadosamente en uno de los ejes de la rueda y, cuando el dispositivo se rompe, el brazo de la trampa flotante envía energía al eje. a girar las ruedas. Dado que el brazo de la trampa es bastante corto, un automóvil que no esté cuidadosamente construido tirará de la cuerda demasiado rápido y hará que las ruedas patinen y pierdan potencia. Para un tirón más lento y firme, intente colocar una plancha larga en el brazo que actúa como palanca y luego intente atar el extremo de la cuerda a la plancha en lugar de atarla al brazo.
Utilice el material adecuado como palanca. La palanca no debe doblarse en absoluto debido a la tensión de la cuerda; cuando esto sucede, se desperdicia energía. Muchas guías recomiendan una construcción de balsa más resistente o soportes de balsa con hierro adicional para una palanca resistente pero liviana
Paso 2. Coloque la trampa lo más lejos posible
Suponga que la trampa hará girar la rueda trasera. Desea que la trampa para ratones esté ubicada lejos del marco para que no toque las ruedas delanteras. Cuanto mayor sea la distancia entre la trampa y la rueda, mejor; cuanto mayor sea la distancia, podrá enrollar más cuerda alrededor del eje para un tirón más lento y más potencia.
Paso 3. Asegure una fricción mínima en las partes móviles del automóvil
Para una distancia máxima, desea utilizar casi el 100% de la potencia de su ratonera. Esto significa que debe reducir la "fricción" en las superficies de los autos que se deslizan entre sí. Use un lubricante suave, como WD 40, grasa automotriz o productos similares para mantener lubricados los puntos de contacto entre las partes móviles del automóvil, de modo que el automóvil “funcione” lo más suavemente posible.
Muchos manuales de fabricación de automóviles trampa para ratones identifican el eje como la principal fuente de fricción en los automóviles trampa para ratones. Para minimizar la fricción del eje, aplique o rocíe una pequeña cantidad de lubricante en cada eje unido al bastidor. Luego, si es posible, pruebe el terreno común haciendo rodar las ruedas hacia adelante y hacia atrás
Paso 4. Utilice la trampa para ratones más poderosa
La mayoría de las veces, para hacer un carro trampa para ratones, todos los estudiantes deben usar una trampa para ratones del mismo tamaño para que cada carro tenga la misma potencia. Sin embargo, si está permitido, use trampas que tengan más poder que las trampas normales. Las trampas más grandes, como una ratonera de alcantarillado, proporcionan más poder que una ratonera normal. Pero esta trampa también requiere una construcción de marco más resistente. De lo contrario, esta trampa puede destruir el automóvil mientras se lanza. Necesita fortalecer el bastidor y el eje de su automóvil para que coincidan.
Tenga en cuenta que las trampas de alcantarillado y otras trampas para roedores grandes pueden romperse los dedos. Por lo tanto, tenga cuidado, incluso cuando esté seguro de que la trampa ya está unida al eje y no se romperá fácilmente
Consejos
- Si la cuerda se enrolla alrededor del eje, puede ser difícil que el automóvil se mueva. La adición de un eslabón grande en el volante puede aumentar la tracción. En algunas imágenes hay una bobina de goma en el eje, que actúa como un “engranaje” y reduce el deslizamiento de la cuerda.
- Utilice la palanca más larga para extender el brazo de la ratonera tanto como sea posible. El extremo que atraviesa una distancia más larga facilitará que el carrete de cuerda en la rueda funcione mejor. La antena de una radio dañada se puede utilizar como palanca. Cualquier cosa que sea larga, liviana y no muy flexible puede usarse como palanca.
- Reduzca la fricción en el eje minimizando el área de la superficie de apoyo en contacto con el eje de dirección. Los soportes del eje hechos de acero delgado tienen menos fricción que los orificios perforados en bloques de madera.
- Reduzca el impacto usando una pequeña esponja que actúa como un cebo de queso. Esto reducirá el salto del automóvil cuando el brazo de la palanca se rompa.
- El ajuste de las líneas de los ejes y los cojinetes es esencial para reducir la fricción y mejorar el rendimiento.
- Reduzca la fricción aplicando Molykote®, un lubricante en polvo a base de bisulfuro de molibdeno, en ejes, ruedas y resortes de trampa para ratones.
- Lleve el CD y el eje a la ferretería si está comprando tapones. "Puede" ayudar a conseguir el tamaño correcto la primera vez.
Puede ver los esfuerzos de los estudiantes en el sitio web de Mouse Trap Car Challenge.
- Aumente la fricción encerando la cuerda con una vela ligera. Al proporcionar cera, la cuerda tiene un mejor tirón sobre el eje.
- Aumente la fricción donde sea necesario usando goma o cinta adhesiva o aplique adhesivo alrededor del eje donde se enrolla la cuerda. La cuerda hará girar el eje y no se deslizará.
- Reduzca la masa usando barras de luz para las partes del cuerpo del mobi. Reducir la masa también reducirá la fricción en los soportes del eje.
Cosas que saber
- Relación rueda-eje: Para distancia, use una rueda grande y un eje pequeño. Imagínese la rueda trasera de una bicicleta; Pequeños engranajes y grandes ruedas.
- Inercia: ¿Cuánta potencia se necesita para hacer funcionar el automóvil? Los coches más ligeros requieren menos energía. Reduzca la masa de su vehículo para obtener la mejor distancia.
- Tasa de liberación de energía: Si la energía se libera lentamente, la energía se usa de manera más eficiente y el automóvil se moverá más lejos. Una forma de ralentizar esta liberación es alargar el brazo de palanca. El brazo más largo se desplaza más lejos y deja más espacio para el carrete de cuerda alrededor del eje. El automóvil se moverá más lejos, pero más lentamente.
- Fricción: Minimice la fricción en el eje minimizando el área de contacto. Los soportes de acero fino se utilizan como ejemplo. Inicialmente, se perfora un agujero en el bloque de madera que se usa para sujetar el eje. Luego, debido al área de superficie más grande, el automóvil usa energía para lidiar con la fricción en lugar de moverse.
- jalar: Esto es lo que se conoce como fricción cuando se usa como una ventaja. La fricción debe maximizarse donde sea necesaria (donde la cuerda se enrolla alrededor del eje y donde la rueda se encuentra con el piso). El deslizamiento de cuerdas o ruedas desperdiciará energía.
Advertencia
- Hay un límite a la cantidad de energía disponible; es decir, potencia por. El coche que se ejemplifica ya es un ejemplo que alcanza una eficiencia casi máxima. Si las palancas fueran más largas o las ruedas fueran más grandes, el automóvil "¡no se movería en absoluto!" En este caso, la potencia liberada se puede "girar" empujando la antena hacia adentro (acortando la palanca).
- Las trampas para ratones son bastante peligrosas. Puedes romperte el dedo. Pídele ayuda a un adulto. ¡Puedes lastimarte y también puedes romper trampas!
- Tenga cuidado al usar herramientas, cortar leña o al usar materiales peligrosos. Siempre debes pedir ayuda a un adulto cuando trabajes.
