Jak mohu udělat Pinewood derby auto jet rychleji?
Jako bývalý Cub Scout, který má mnoho vzpomínky stavebních borového derby vozy s mým otcem, zde jsou některé myšlenky, které mohou pomoci.
Začněme se základní skutečnosti, že Pinewood derby vozy valí dolů skladby pod vlivem gravitace. Ignorovat trať na chvíli - řekněme, že jsem si dva Pinewood derby auta a já pokles je ve vakuu. Všichni jsme viděli (nebo neslyšel), tyto pokusy, kde peří a těžká ocelová kulička jsou vynechána ve vakuu. A my víme, že peří a míč spadnout při stejné rychlosti. Proto pokud Pinewood derby závod zapojeni vysazení dvou borový les derby vozy ve vakuu, to by nebylo jedno, co vypadalo jako auta, jak moc vážil, nebo něco jiného! - Každý závod bude tie
Pinewood Derby závody se nekonají ve vakuu, nicméně - oni jsou drženi ve vzduchu. Víme, že ve vzduchu, těžké ocelové koule padá mnohem rychleji, než pírko. Takže vy chcete auto být tak těžké, jak je to možné. Zde je proč: Síla působící na autě se vypočte podle vzorce Force = hmotnost x zrychlení. Zrychlení kvůli gravitaci je konstantní. Takže větší hmotnost, tím větší je síla, která působí na auto. Tato síla je konkurovat síly vyvinuté aerodynamický odpor, takže budete chtít tolik hmotnost jako možné zvýšit sílu. (Pokud byste mohli nějakým způsobem snížit váhu na polovinu a v procesu snížit aerodynamický odpor o více než polovinu, že by byl dobrý důvod, proč nepoužívat maximální hmotnosti. Na borového derby auto, bylo by téměř nemožné k tomu, že proto, že věci jako kol a náprav produkují většinu drag and neexistuje žádný způsob, jak k jejich odstranění)
Když auto valí dolů po cestě, tam jsou tři třecí síly, které jej zpomalují,:.
Představte si, že pneumatiky byly vyrobeny z měkkého, lepkavé gumy - lepivost pneumatik by velkým zdrojem tření. Vzhledem k tomu, nemáte žádnou kontrolu nad pneumatikami, můžete ignorovat lepkavost (a další faktory, které mají co do činění s pneumatikami, jako je průměr, momentu setrvačnosti, etc.)
Takže pojďme se podívat na zbývajících dvou faktorů:. Odpor vzduchu a náprava tření. Myšlenka vašeho syna je zajímavé. Řekněme, že byste mohli navrhnout auto, takže to vlastně letěl; s koly jen kousek od země, nápravy tření by klesnout až na nulu. Jakýkoliv křídlo, které vytváří vztlak také vytváří tažením v procesu (viz Jak Leta
[1] 