Comment adapter une voiture de souricière à la distance?

De nombreux guides de construction de voiture de souricière identifient l'essieu comme la principale source de friction sur une voiture de souricière.

Ainsi, votre professeur de sciences a confié à votre classe la mission classique de "voiture de piège à souris": fabriquer, concevoir et construire un petit véhicule propulsé par l'action cliquetante d'une souricière pour faire voyager votre voiture aussi loin que possible. Si vous voulez devancer tous les autres élèves de votre classe, vous devrez rendre votre voiture aussi efficace que possible afin de pouvoir tirer chaque centimètre carré de votre «voiture». Avec la bonne approche, il est possible de rationaliser la conception de votre voiture pour une distance maximale en utilisant uniquement des matériaux domestiques courants. Vous pouvez également acheter un kit voiture souricière dans n'importe quel magasin d'artisanat et ne pas vous demander si cela fonctionnera.

Méthode 1 sur 3: optimiser vos roues

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Utilisez de grandes roues arrière. Les grandes roues ont une plus grande inertie de rotation que les petites roues. En pratique, cela signifie qu'une fois qu'ils commencent à rouler, ils sont plus difficiles à arrêter de rouler. Cela rend les grandes roues parfaites pour les compétitions basées sur la distance - théoriquement, elles accéléreront moins rapidement que les roues plus petites, mais elles rouleront beaucoup plus longtemps et elles parcourront une plus grande distance dans l'ensemble. Donc, pour une distance maximale, faites en sorte que les roues de l'essieu moteur (celui auquel la souricière est attachée, qui est généralement l'arrière) sont très grandes.
- La roue avant est un peu moins importante - elle peut être grande ou petite. Pour un look de drag racer classique, vous aurez besoin de grandes roues à l'arrière et de plus petites à l'avant.
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Utilisez des roues fines et légères. Les roues plus minces ont moins de friction et peuvent aller plus loin si la distance est ce que vous voulez ou avez besoin avec votre coureur de souricière. Il est également important de prendre en compte le poids des roues elles-mêmes - tout poids inutile finira par ralentir votre voiture ou entraîner une friction supplémentaire. De plus, il convient de noter que les roues larges peuvent même avoir un léger effet négatif sur la traînée de la voiture en raison de la résistance de l'air. Pour ces raisons, vous souhaiterez utiliser les roues les plus minces et les plus légères disponibles pour votre voiture.
- Les vieux CD ou DVD fonctionnent assez bien à cette fin - ils sont grands, fins et extrêmement légers. Dans ce cas, une rondelle de plomberie peut être utilisée pour réduire la taille du trou au milieu du CD (pour mieux s'adapter à l'essieu).
- Si vous avez accès à de vieux vinyles, ceux-ci fonctionnent également très bien, même s'ils peuvent être trop lourds pour les plus petits pièges à souris.
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Utilisez un essieu arrière étroit. En supposant que votre voiture est une voiture à traction arrière, chaque fois que votre essieu arrière tourne, les roues arrière tournent. Si votre essieu arrière est extrêmement maigre, votre voiture de souricière pourra le faire tourner plus de fois pour la même longueur de corde que si elle était plus large. Cela se traduit par une rotation plus importante des roues arrière, ce qui signifie une plus grande distance! Pour cette raison, il est judicieux de fabriquer votre essieu dans le matériau le plus fin disponible qui puisse encore supporter le poids du cadre et des roues.
- Les tiges de cheville en bois étroites sont un excellent choix facilement accessible ici. Si vous avez accès à des tiges métalliques minces, elles sont encore meilleures - lorsqu'elles sont lubrifiées, elles ont généralement moins de friction.
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Créez de la traction en donnant les bords du frottement des roues. Si les roues glissent contre le sol lorsque le piège est suspendu, de l'énergie est gaspillée - la souricière fonctionne pour faire tourner les roues, mais vous n'obtenez aucune distance supplémentaire. Si cela se produit avec votre voiture, l'ajout d'un matériau induisant du frottement sur les roues arrière peut réduire leur patinage. Pour réduire vos exigences de poids, n'utilisez que la quantité nécessaire pour donner une certaine adhérence aux extrémités des roues et sans supplément. Certains matériaux appropriés sont:
- Ruban électrique
- Élastiques
- Caoutchouc ballon éclaté
- De plus, placer un morceau de papier de verre sous les roues arrière au niveau de la ligne de départ peut réduire le patinage lorsque la voiture commence à bouger (quand c'est le plus probable).

Méthode 2 sur 3: personnaliser votre cadre

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Construisez le cadre le plus léger possible. Surtout, votre voiture doit être légère. Plus la masse de votre voiture est petite, mieux c'est - chaque gramme ou milligramme que vous pouvez raser du cadre de votre voiture est un peu plus loin que votre souricière pourra pousser votre voiture. Essayez de ne pas avoir de matériau de cadre supplémentaire au-delà de ce qui est nécessaire pour maintenir votre souricière et les axes de roues en place. Si vous voyez de l'espace perdu sur votre cadre, essayez de le retirer ou, si cela est impossible, faites des trous avec une perceuse pour réduire son poids. Vous voudrez également utiliser le matériau le plus léger possible pour votre cadre. En voici quelques-uns qui conviennent:
- Bois de balsa
- Feuilles de plastique dur
- Tôles minces et légères (matériau de toiture en aluminium / étain, etc.)
- Jouets de construction (K'NEX, Legos, etc.)
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Rendez le cadre long et étroit. Idéalement, vous voulez que votre voiture ait une forme aérodynamique, c'est-à-dire qu'elle présente la plus petite surface possible dans la direction dans laquelle elle se déplacera. Comme une flèche, une chaloupe, un avion ou une lance, un véhicule conçu avec une efficacité maximale à l'esprit aura presque toujours une forme longue et mince pour minimiser la traînée de la résistance de l'air. Pour les besoins de votre voiture de souricière, cela signifiera que votre cadre sera à la fois étroit (bien qu'il sera difficile d'obtenir votre cadre plus étroit que le piège à souris lui-même) et verticalement maigre.
- N'oubliez pas que pour minimiser la traînée, vous essayez de donner à votre voiture le profil le plus étroit et le plus petit possible. Essayez de vous mettre à terre et de regarder votre voiture de l'avant pour repérer les morceaux du cadre qui rendent le profil de votre voiture inutilement grand.
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Utilisez de la colle plutôt que des clous dans la mesure du possible. Partout où vous le pouvez, essayez d'utiliser de la colle dans la conception de votre voiture, plutôt que des clous, des épingles ou d'autres solutions plus lourdes. Par exemple, vous ne devriez utiliser que quelques petites taches de colle pour fixer votre souricière au cadre. En règle générale, la colle tiendra aussi bien que les ongles, ce qui peut ajouter du poids inutile. Utilisez de la super colle et non de la colle scolaire, elle ne tiendra pas aussi bien.
- Un autre avantage de la colle est qu'elle ne devrait généralement pas affecter la résistance à l'air de votre voiture. D'un autre côté, si l'une des extrémités d'un ongle dépasse de votre cadre, cela peut avoir un effet mineur.
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Gardez à l'esprit l'intégrité structurelle de votre cadre. Le seul facteur limitant en ce qui concerne la légèreté et la finesse du cadre de votre voiture de souricière est sa fragilité - s'il est trop léger, il peut devenir si fragile que l'action de faire sauter la souricière brise la voiture. L'équilibre délicat entre atteindre la distance maximale et rendre votre voiture instable peut être assez difficile à obtenir, mais n'ayez pas peur d'expérimenter. Il est peu probable que la souricière elle-même se brise un jour, donc tant que vous avez du matériau de cadre supplémentaire, vous aurez la liberté de faire des erreurs.
- Si vous utilisez un matériau extrêmement fragile comme le bois de balsa et que vous avez du mal à faire tenir votre cadre, pensez à ajouter une petite bande d'un matériau plus solide comme du métal ou du plastique sur la face inférieure du cadre. Cela augmente la résistance structurelle de la voiture tout en minimisant le changement de sa résistance à l'air et de son poids.

En supposant que votre voiture est une voiture à traction arrière, chaque fois que votre essieu arrière tourne, les roues arrière tournent.

Méthode 3 sur 3: maximiser votre puissance

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Donnez à votre piège un long «bras» pour augmenter son effet de levier. La plupart des voitures de souricière fonctionnent comme suit: la souricière est "fixée", une ficelle attachée au bras de la souricière est soigneusement enroulée autour de l'un des axes de roue, et, lorsque le piège est suspendu, le bras oscillant du piège transfère son énergie à l'essieu pour faire tourner les roues. Étant donné que le bras du piège est assez court, si la voiture n'est pas construite avec soin, elle peut tirer sur la ficelle trop rapidement, faisant patiner les roues et perdre de l'énergie. Pour une traction plus lente et plus régulière, essayez d'attacher une longue perche au bras pour agir comme un levier, puis attachez l'extrémité de la corde à celui-ci, mieux qu'au bras lui-même.
- Il est important d'utiliser le bon matériau pour votre levier. Le levier ne doit pas se plier du tout sous la tension de la corde - cela représente un gaspillage d'énergie. De nombreux guides recommandent des constructions en balsa robustes ou du balsa renforcé de métal pour donner un levier robuste mais léger.
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Positionnez le piège le plus en avant possible. En supposant que votre piège fera tourner les roues arrière, vous voudrez que la souricière de votre voiture soit bien en avant sur le cadre comme cela peut être sans toucher les roues avant. Plus la distance entre le piège et les roues est longue, mieux c'est - plus de distance signifie que vous pourrez boucler plus de ficelle autour de l'essieu pour juste un peu plus de puissance de traction lente et régulière.
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Assurez une friction minimale sur vos pièces mobiles. Pour une distance maximale, vous voudrez utiliser aussi près de 100% de la puissance de votre souricière que possible. Cela signifie réduire le frottement sur les surfaces de votre voiture où les points glissent les uns contre les autres. Utilisez un lubrifiant doux, comme le WD-40, de la graisse automobile ou un produit similaire pour maintenir les points de contact entre les pièces mobiles d'une voiture bien huilés afin que la voiture «fonctionne» aussi bien que possible.
- De nombreux guides de construction de voiture de souricière identifient l'essieu comme la principale source de friction sur une voiture de souricière. Pour minimiser le frottement de l'essieu, frottez ou vaporisez un peu de lubrifiant sur chaque essieu où il rencontre le cadre, puis, si possible, faites-le pénétrer dans le point de contact en faisant glisser les roues d'avant en arrière.
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Si vous y êtes autorisé, utilisez la souricière la plus puissante possible. La plupart du temps, pour les affectations de voiture de souricière, tous les élèves devront utiliser la même taille de souricière afin que les conceptions de voiture de chacun aient la même puissance. Cependant, si vous n'avez pas cette restriction, n'hésitez pas à utiliser la souricière la plus puissante que vous puissiez trouver! Les pièges plus gros comme les pièges à rats fournissent beaucoup plus de puissance que les souricières de base, mais ils nécessitent également des constructions plus robustes ou ils peuvent casser la voiture lorsqu'ils sont suspendus, vous devrez peut-être renforcer votre cadre et / ou vos essieux pour s'adapter.
- Gardez à l'esprit que les pièges à rats et autres grands pièges à rongeurs peuvent facilement se casser les doigts, alors manipulez les pièges armés avec une extrême prudence, même si vous êtes sûr que le piège est monté sur votre essieu et ne devrait pas pouvoir se fermer librement.

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Conseils

Si la corde est juste enroulée autour de l'essieu, la voiture peut à peine bouger. L'ajout d'un moyeu d'entraînement plus grand peut améliorer la puissance de traction. Dans certaines images, il y a un pneu en caoutchouc sur l'essieu, cela agit comme un "engrenage" et réduit le glissement des cordes.
Utilisez le levier le plus long disponible pour étendre le bras de la souricière aussi loin que possible. La pointe parcourt une plus grande distance permettant à plus d'enroulements de cordes de jouer. Une antenne d'une boombox cassée a été utilisée pour le levier. Tout ce qui est long, léger et pas trop flexible fonctionnera pour le levier.
Réduisez la friction sur l'essieu en minimisant la surface du support qui entre en contact avec l'essieu moteur. un support d'essieu en acier fin a moins de friction qu'un trou percé dans un bloc de bois.
Réduisez les chocs en utilisant un peu d'éponge comme fromage simulé. Cela empêche la voiture de sauter autant lorsque le bras de levier s'abaisse.
L'alignement des essieux et des supports est essentiel pour réduire le frottement et augmenter les performances.
Réduisez la friction en appliquant Molykote® un lubrifiant en poudre à base de bisulfure de molybdène sur les essieux, les roues et le ressort de la souricière.
Apportez un CD et l'essieu avec vous à la quincaillerie si vous achetez une laveuse. Cela peut vous aider à obtenir la bonne taille du premier coup.
Vous pouvez voir de nombreux efforts d'élèves différents sur le site Web du Défi voiture piège à souris.
Augmentez la friction en cirant la ficelle avec de la cire de bougie. En le cirant, la corde a une meilleure traction sur l'essieu.
Augmentez la friction là où c'est nécessaire en utilisant un pneu en caoutchouc ou un ruban autour de l'essieu où la corde est enroulée. La corde doit faire tourner l'essieu et ne pas glisser.
Réduisez la masse en utilisant un simple bâton léger pour la partie du corps. La réduction de la masse réduit également le frottement au niveau des supports d'essieu.
Il est utile de s'assurer que votre essieu ne gronde pas, sinon il se déplacera à gauche et à droite.
Utilisez le moins de masse possible sur la voiture tout en la rendant suffisamment grande pour bouger.

Pour adapter votre voiture de souricière à la distance, utilisez de grandes roues légères pour moins de friction et une plus grande inertie.

Choses à considérer

Rapport roue / essieu: pour la distance, utilisez de grandes roues et un petit essieu. Pensez à la roue arrière d'un vélo; un petit engrenage d'entraînement et une grande roue.
Inertie: combien d'énergie faut-il pour démarrer votre voiture? Une voiture plus légère nécessite moins. Réduisez la masse de votre véhicule pour obtenir la meilleure distance.
Taux de libération d'énergie: si l'énergie est libérée lentement, la puissance est utilisée plus efficacement et la voiture voyagera plus loin. Une façon de ralentir cette libération consiste à allonger le bras de levier. Un bras plus long parcourt une plus grande distance et permet plus d'enroulements de corde autour de l'essieu. La voiture ira loin, mais plus lentement.
Friction: minimisez la friction sur l'essieu en minimisant la surface de contact. Un support en acier mince a été utilisé dans cet exemple. Au début, un trou percé dans un bloc de bois a été utilisé pour maintenir l'essieu. Cela a été abandonné parce que la plus grande surface amène la voiture à utiliser l'énergie pour surmonter les frottements plutôt que de se déplacer vers l'avant.
Traction: C'est ce que vous appelez la friction lorsqu'elle est utilisée à votre avantage. Le frottement doit être maximisé si nécessaire (là où la corde s'enroule autour de l'essieu et là où les roues entrent en contact avec le sol). Le glissement de la corde ou des roues équivaut à un gaspillage d'énergie.

Tous les élèves devront utiliser la même taille de souricière afin que les conceptions de voiture de chacun — La plupart du temps, pour les affectations de voiture de souricière, tous les élèves devront utiliser la même taille de souricière afin que les conceptions de voiture de chacun aient la même puissance.

Mises en garde

Il y a une limite à la quantité d'énergie disponible; la puissance du ressort. La voiture montrée est proche du maximum. Si le bras de levier était plus long ou si les roues étaient plus grandes, la voiture ne bougerait pas du tout! Dans ce cas, la libération d'énergie peut être "accordée" en poussant un peu les antennes (raccourcir le levier).
Les pièges à souris sont dangereux. Vous pourriez vous casser un doigt. Utilisez la surveillance d'un adulte. Vous pourriez vous blesser et diviser le piège!
Soyez prudent lorsque vous manipulez des outils, coupez du bois ou des matériaux nocifs. Vous devriez toujours être supervisé par un adulte lorsque vous travaillez.