Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Автомобиль-мышеловка – это небольшое транспортное средство, единственным источником движущей силы которого служит мышеловка. Вариации могут включать использование нескольких мышеловок или очень больших ловушек для крыс для увеличения мощности. Автомобили-мышеловки часто используются на уроках физики или других естественных наук, чтобы помочь студентам развить навыки решения задач, пространственное мышление, научиться планировать время и практиковать навыки совместной работы.
A mousetrap car is a small vehicle whose only source of motive power is a mousetrap. Variations include the use of multiple traps, or very big rat traps, for added power. Mousetrap cars are often used in physics or other physical science classes to help students build problem solving skills, develop spatial awareness, learn to budget time, and practice cooperative behavior.
Дизайн
Общий стиль машин на мышиных ловушках варьируется. Многие коммерческие поставщики предлагают планы, наборы и готовые машины для продажи. Помимо машин на мышиных ловушках, созданы конкурсы на лучшие модели лодок и самолётов на мышиных ловушках.
The general style for a mousetrap car varies. A number of commercial vendors offer plans, kits and complete cars for sale. In addition to mousetrap cars, contests have been created for mousetrap boats. and mousetrap airplanes.
Передача мощности на ось
Это движение должно использоваться для вращения оси или колес автомобиля. Наиболее распространенным решением является привязывание веревки к рычагу мышиной ловушки, а затем обматывание ее вокруг оси. Когда штанга освобождается, она тянет за веревку, заставляя ось (и колеса) вращаться. Однако привязывание веревки непосредственно к штанге мышиной ловушки не позволит эффективно использовать энергию, накопленную в пружине. Расстояние между открытым и закрытым положениями штанги мышиной ловушки обычно составляет 10 см, поэтому именно такая длина веревки будет натягиваться. Даже если обмотать ее вокруг оси небольшого диаметра, этого количества веревки будет недостаточно для совершения достаточного количества оборотов, чтобы автомобиль проехал максимально возможное расстояние. Чтобы решить эту проблему, большинство машин на мышиных ловушках добавляют рычаг к штанге, чтобы рычаг тянул гораздо большую длину веревки и заставлял ось совершать значительно больше оборотов.
This motion must be used to turn the car's axle or wheels. The most common solution is to attach a string to the mouse trap's arm and then wrap it around an axle. As the bar is released, it pulls on the string, causing the axle (and wheels) to turn. Tying the string directly to the mousetrap's bar, however, will not make good use of the energy stored in the spring. The distance between the opened and closed positions of the bar of a mousetrap is typically 10 cm, so this is how much string would be pulled. Wrapped around even a small diameter axle, this amount of string will not create enough revolutions to move the car as far as it might go. To get around this problem, most mousetrap cars add a lever to the bar so that the lever will pull a much greater length of string and cause the axle to turn many more revolutions.
Трещины колес
Еще одна причина добавить рычаг к планке мышеловки – уменьшение крутящего момента, прикладываемого к колесам. Если на колеса прикладывается слишком большой крутящий момент, сила сцепления между колесами и поверхностью превысит максимальную силу трения, определяемую коэффициентом трения между колесом и поверхностью. В этом случае колеса пробуксуют, и энергия, запасенная в пружине, теряется впустую. Использование длинного рычага на планке мышеловки снижает натяжение нити, создаваемое крутящим моментом пружины, и, следовательно, уменьшает крутящий момент, передаваемый на колеса автомобиля. Помимо уменьшения крутящего момента, прикладываемого к колесам, коэффициент трения можно увеличить, используя материалы с более высоким коэффициентом трения.
Another reason to add a lever to the mousetrap bar is to reduce the amount of torque applied to the wheels. If too much torque is applied to the wheels, the force between the wheels and the ground will exceed the maximum frictional force due to the coefficient of friction between the wheel and ground surfaces. When this happens, the wheels slip and energy stored in the spring is wasted. Using a long lever on the mousetrap bar reduces the tension in the string due to the spring's torque, and thus reduces the torque applied to the car's wheels. In addition to reducing the torque applied to the wheels, the coefficient of friction may be improved by using higher friction materials.
Автомобиль для дистанционных пробегов
Изготовление такого автомобиля заключается в том, чтобы максимально эффективно передать усилие пружины на плечо рычага и заставить ведущую ось вращаться. Чтобы автомобиль проехал как можно дальше, необходимо сделать плечо рычага как можно длиннее. Это позволит колесам совершать больше оборотов, так как более длинное плечо рычага потребует более длинной нити. Затем увеличьте размер ведущих колес, поскольку чем больше диаметр колеса, тем большую дистанцию оно преодолевает за один оборот. Также убедитесь, что диаметр осей меньше диаметра колес, чтобы увеличить расстояние, на которое колесо может тянуть. Необходимо максимально уменьшить трение, так как чем больше трение, тем больше энергии теряется на движение автомобиля. Также следует учитывать массу: чем тяжелее автомобиль, тем больше энергии пружины мышеловки будет затрачено, поэтому лучше сделать автомобиль легким.
Making this type of car revolves around having the most force from the spring transferred to the lever arm and making the drive axle rotate. In order to get the most distance out of your car, you must make the lever arm long. This allows the car to get more rotation out of the wheels because of the longer string that will come along with a longer lever arm. Then make the drive wheels larger because the higher the diameter of the wheel the more ground it covers. Along with this make sure to have the axles smaller than the wheel so there can be more pulling distance. Reduce the most friction you can because the more friction the more energy is lost in propelling the car. Mass should also be taken into account, the more the car weighs the more energy from the mousetrap spring will be used so it'll be best to make the car light weight.
Скоростная машина
Создание скоростной машины-мышеловки предполагает извлечение максимального количества энергии из пружины мышеловки на коротком расстоянии. Рычаг должен быть короче, чем расстояние до ведущих колес, потому что чем короче рычаг, тем быстрее сработает пружина и, следовательно, больше крутящего момента будет извлечено из пружины. Большая часть веса автомобиля должна быть распределена на заднюю часть, где находится приводная ось. При такой конструкции у автомобиля будет небольшое сопротивление спереди, что не будет его замедлять. Колеса не обязательно должны быть очень большими, но ось должна быть больше по отношению к диаметру колеса. Колеса должны обеспечивать хорошее сцепление, потому что без достаточного трения колеса, соединенные с приводной осью, будут проскальзывать и не смогут толкать автомобиль вперед из-за высокого крутящего момента.
Making a speed mouse trap car involves extracting the most energy you can from the mousetrap spring in a short distance. The lever arm needs to be shorter than the distance car's because the shorter the arm is, the quicker the spring will snap, and thus more torque gets extracted from the spring. Most of the car's weight is distributed to the back, where the drive axle is located. Built this way, the car will not have much drag in the front, slowing it down. The wheels don't need to be too large but the axle should be larger in relation to the wheel. The wheels need good traction because without the right amount of friction the wheels attached to the drive axle will slip and not push the car forwards because of all the added torque.