La Construcción de un coche Ratonera y la física detrás de ella

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La Construcción de un coche Ratonera y la física detrás de ella

Al convertirse en un ingeniero, uno de los temas más importantes que aprenderemos acerca es la física. De acuerdo con dictionary.com, la física se define como "la rama de la ciencia que estudia las propiedades de la materia y la energía y las relaciones entre ellos. Se basa en las matemáticas y tradicionalmente incluye la mecánica, la óptica, la electricidad y el magnetismo, la acústica y el calor ". La mecánica es donde nos vamos a centrar sobre todo porque esa es la parte de la física que se ocupa del estudio de movimiento, y el movimiento es una parte fundamental de este proyecto y la vida cotidiana. Ya que es algo que nos encontramos cada día, la mejor manera de aprender acerca de la mecánica y cómo funciona la energía es a través de una manera intuitiva. No hay nada como aprender en base a lo que creemos que es natural para nosotros. Hola, hemos estado moviendo todas nuestras vidas. Una de las mejores maneras de hacer esto es a través del concepto del coche ratonera.

¿Qué es un coche ratonera que usted pide? Bueno, simplemente, es un dispositivo que se mueve utilizando la tensión acumulada de una ratonera con resorte. La ratonera es la principal (y única) fuente de alimentación del coche. Una trampa para ratones es un dispositivo simple por lo general consiste en una base de madera, un lugar para poner el cebo, y una barra pesada unida a un resorte en espiral para añadir tensión. Cuando el cebo se coloca en la trampa, la barra se tira hacia atrás y se mantiene en esta posición con un mecanismo de liberación. Una vez que el cebo se mueve, esto dispara el bar con la fuerza suficiente para matar a un ratón (o severamente dañar lo que está en su lugar). La barra de ratonera tiene una longitud de arco de casi 180 grados, lo que significa que se desplaza esencialmente la mitad de un círculo. Si mirando desde un gráfico, que iría de, por ejemplo -5 y viajar por todo el camino alrededor de 5 en el eje x, pivotado en 0 en el eje x sin ir por debajo de 0 en el eje y. Vamos a utilizar esta fuerza para hacer girar un eje en el coche, la transferencia de poder a las ruedas haciendo que el coche se mueva.

Este proyecto de coche trampa para ratones en particular que estamos trabajando es para un curso de diseño de ingeniería. El objetivo es crear un diseño óptimo para un coche con el fin de que viaje más lejos. En circunstancias normales, puede diseñar un coche para viajar más rápido o para que vaya la mayor distancia, sin embargo, conseguir un coche para hacer las dos cosas es difícil debido a la mecánica de cómo funciona el coche. Vamos a "Racing" estos coches para ver que irá más lejos. En primer lugar hasta el tercer lugar será recompensado puntos en su examen final, que siempre es una gran cosa. Hay varias restricciones embargo. Por un lado, el coche sólo puede ser alimentado por el muelle en la ratonera. No hay fuentes de alimentación externas, tales como globos, bandas elásticas, o cartuchos de CO2 pueden ser utilizados. Sólo una trampa para ratones puede ser utilizado por vehículo. La ratonera debe ser también una parte del vehículo y no se utiliza simplemente lanzar el auto. También tuvimos que mantener el muelle y la base original en su estado original. Esto significa que no hay cambio de la primavera para aumentar la tensión en cualquier forma, o la eliminación de partes de la base de madera con el fin de terminar la palanca que impulsará el coche más allá del nivel normal, lo que también ayudará en la obtención de más tensión. También tenemos que utilizar el mecanismo de liberación original de la ratonera para que pueda estar en su estado listo sin sostener el coche real. Estas fueron nuestras restricciones, todos encima de un límite de gasto de $ 45 por vehículo. Estos límites son realmente una buena cosa porque nos ayudan a limitar en nuestro diseño, que nos da algo así como un conjunto de pautas que nos permitan realmente empezar en vez de perderse en un mar de ideas.

Hay varios principios de ingeniería y científicas que impactan a la ciencia detrás de los vehículos que estamos haciendo. Tenemos un coche que nos gustaría poner en marcha con el fin de que viaje en la medida de lo posible. Hay varios principios de la física que se están produciendo como el vehículo ratonera está en movimiento. Estos incluyen la conservación de la energía, las leyes de Newton, energía potencial y cinética, la inercia de rotación, la fricción y el par. Ampliando todo esto me obligaría a ir más allá del límite de 8 páginas, por lo que, por lo tanto vamos a centrar sobre todo en las leyes de Newton, ya que casi abarcan todos los otros principios. De Newton 3 leyes de movimientos también fueron los primeros que se me ocurrió, ya que son la sangre vital de lo que estamos haciendo en este proyecto.

La primera ley establece que "un objeto en reposo permanecerá en reposo a menos que actúe sobre él una fuerza desequilibrada. Un objeto en movimiento continúa en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que actúe sobre él una fuerza desequilibrada. Esta ley es a menudo llamado "la ley de la inercia" (Rice.edu). El único problema con esta ley es que se asume que no hay fricción implicada. Si ese fuera el caso, nuestro coche se quedaría quieto hasta que actúe sobre él una fuerza, como un empujón, y seguiría por siempre hasta que se detiene por una fuerza igual y opuesta (esto puede ocurrir repentinamente o con el tiempo). Por desgracia para nosotros, tenemos varios tipos de fricción que tienen lugar mientras el coche está en movimiento ratonera. Estos incluyen la resistencia del aire (resistencia), la fricción de contacto con el suelo, y la fricción de las partes móviles del vehículo. Los dos últimos se pueden clasificar como fricción de la superficie, mientras que la resistencia del aire es conocida como la fricción del fluido (ya que los gases se consideran un fluido en la física). Así que nuestro objetivo para esta ratonera, ya que la distancia es el principal objetivo, es reducir tanto la fricción como sea posible.

La segunda ley de Newton establece

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