マウス・トラップ・カーを長距離用に改造する方法

そこであなたは、ネズミ捕りのスナップアクションを動力源とする小型の乗り物を設計・製作し、車を可能な限り遠くまで走らせる。クラスの他の生徒より抜きん出たいのであれば、車をできるだけ効率的に作り、「車」から最後の1インチまで絞り出す必要がある。適切な方法を用いれば、一般家庭にある材料で、最大限の距離を走れるように車の設計を合理化することが可能です。

方法1

ホイールの最適化

1. 大きな後輪を使う。大きなホイールは小さなホイールよりも回転慣性が大きい。つまり、一旦転がり始めると、転がるのを止めるのが難しくなります。理論上、大輪は小輪よりも加速が劣るが、転がる距離が長くなり、総合的な移動距離が長くなる。つまり、最大距離を出すには、ドライブアクスル（ネズミ捕りが結ばれている方、通常は後輪）の車輪を非常に大きくする。

   • 前輪はそれほど重要ではなく、大きくても小さくても構いません。クラシックなドラッグレーサーのように見せるには、後ろに大きなホイール、前に小さなホイールがいいでしょう。
2. 薄くて軽いホイールを使いましょう。細いホイールの方が摩擦が少なく、ネズミ捕りレーサーで距離を出したい、あるいは出したいのであれば、より遠くまで行けるかもしれません。また、ホイール自体の重量を考慮することも重要です。不要な重量があると、結果的にマシンのスピードが落ちたり、摩擦が大きくなったりします。加えて、幅の広いホイールは、空気抵抗によってクルマの空気抵抗に少なからず悪影響を及ぼす可能性があることも知っておいて損はない。このような理由から、あなたのクルマに使用可能な最も薄くて軽いホイールを使用することをお勧めします。

   • 古いCDやDVDは、大きくて薄くて非常に軽いので、この目的にはかなり有効だ。この場合、CDの真ん中の穴のサイズを小さくするために（車軸にフィットさせるために）配管ワッシャーを使うことができる。
   • 古いビニールが手に入るなら、これも非常に効果的だが、小さなネズミ捕りには重すぎるかもしれない。
3. 細いリアアクスルを使う。あなたの車が後輪駆動車だとすると、リアアクスルが回転するたびに後輪が回転します。リアアクスルが極端に細いと、ネズミ捕りカーは同じ紐の長さに対して、リアアクスルが太い場合よりも多くの回数を回すことができます。これは、後輪を回す回数が増える、つまり距離が伸びることを意味する！このため、車軸はフレームと車輪の重量を支えることができる最も細い素材で作るのが賢明です。

   • 幅の狭い木製のダボ棒は、簡単に手に入る素晴らしい選択です。もし細い金属棒が手に入るのであれば、潤滑油を塗った方が摩擦が少なくなります。
4. 車輪の縁に摩擦を与えることで、牽引力を生み出す。トラップをかけたときに車輪が地面に対して滑ってしまうと、エネルギーが無駄になってしまう。あなたのクルマでこのようなことが起こる場合、後輪に摩擦を誘発する素材を追加すれば、滑りを軽減できるかもしれない。必要な重量を抑えるため、ホイールの先端にグリップを与えるのに必要な量だけ使用し、余分なものは使用しないこと。適切な素材としては

   • 電気テープ
   • 輪ゴム
   • 破裂した風船ゴム
   • さらに、スタートラインで後輪の下に紙やすりを敷いておくと、クルマが動き出したとき（最もスリップしやすいとき）のスリップを抑えることができる。

方法2

フレームをカスタマイズする

1. できるだけ軽いフレームを作る。何よりもクルマは軽くなければならない。クルマの質量は小さければ小さいほどよく、1グラムでも1ミリグラムでもフレームを削ることができれば、マウストラップがクルマを押し出せる距離が少しでも延びることになります。マウス・トラップとホイール・アクスルを所定の位置に保つために必要な以上の余分なフレーム材を持たないようにしてください。フレームに無駄なスペースがある場合は、それを取り除いてみるか、それが不可能な場合は、ドリルで穴を開けて重量を軽くしてください。また、フレームにはできるだけ軽い素材を使いたい。以下に適したものをいくつか挙げてみよう：

   • バルサ材
   • 硬質プラスチック板
   • 薄くて軽い金属板（アルミ／トタン屋根材など）
   • 組み立ておもちゃ（K'NEX、レゴなど）
2. フレームを細長くする。理想的なのは、空力的に、つまり、進行方向に対して可能な限り小さな表面積を示すような形にすることです。矢、長船、飛行機、槍のように、最大効率を念頭に置いて設計された乗り物は、空気抵抗による抵抗を最小限に抑えるため、ほとんどの場合、細長い形状になります。 マウストラップ・カーの場合、これはフレームを細長く（ただし、マウストラップ自体よりもフレームを細くするのは難しい）、かつ縦に細くすることを意味します。

   • 空気抵抗を最小にするために、可能な限り狭く、小さなプロフィールにしようとしていることを忘れないでください。地面に伏せて車を正面から見て、車のプロフィールを不必要に大きくしているフレームの一部を見つけよう。
3. 可能な限り、釘の代わりに接着剤を使う。クルマのデザインには、釘やピンなど重いものを使うのではなく、できる限り接着剤を使いましょう。例えば、ネズミ捕りをフレームに固定するのに、接着剤をほんの少し使うだけでよいはずです。一般的に、接着剤は、不必要な重さを加える可能性のある釘と同様に保持することができます。学校のりではなく、瞬間接着剤を使ってください。

   • 接着剤のもうひとつの利点は、通常、車の空気抵抗に影響を与えないことだ。一方、釘の両端がフレームからはみ出ると、軽微な影響が出ることがある。
4. フレームの構造的完全性を念頭に置いてください。ネズミ捕りカーのフレームをどれだけ軽く、細くできるかというと、唯一の限界はそのもろさです。軽すぎると、ネズミ捕りのバネの作用でクルマが壊れてしまうほどもろくなってしまうかもしれません。最大飛距離を達成することと、車を不安定にすることの微妙なバランスは、なかなか難しいものですが、恐れずに試してみてください。ネズミ捕り自体が壊れることはまずないので、フレーム材が余っている限り、失敗しても大丈夫です。

   • もし、バルサ材のような壊れやすい材料を使っていて、フレームを固定するのが難しい場合は、フレームの裏側に金属やプラスチックのような丈夫な材料を追加することを検討してください。こうすることで、空気抵抗や重量の変化を最小限に抑えながら、車の構造強度を高めることができる。

方法3

パワーの最大化

1. トラップに長い "アーム "をつけて、テコの力を大きくしましょう。ほとんどのネズミ捕り車は、ネズミ捕りを「セット」し、ネズミ捕りのアームに結ばれた糸を車輪の車軸の1つに注意深く巻き付け、罠を跳ね上げると、罠のスイングアームがそのエネルギーを車軸に伝え、車輪を回転させます。わなのアームはかなり短いので、車が注意深く作られていないと、ひもを急激に引っ張りすぎて車輪がスリップし、エネルギーが失われることがある。よりゆっくり、より安定して引っ張るには、アームに長いポールを取り付けてテコの役割をさせ、ヒモの端をアームそのものではなく、これに結んでみる。

   • テコの素材に適したものを使うことが重要です。多くのガイドでは、丈夫で軽いレバーを作るために、頑丈なバルサ製か、金属で補強したバルサ製を推奨している。
2. 仕掛けはできるだけ前方に置きます。トラップが後輪を回転させると仮定すると、車のネズミ捕りは前輪に触れずに、できるだけフレームの前方に配置したい。トラップと車輪の間の距離は長ければ長いほどよく、距離が長いほど、車軸に巻きつけるヒモの量を増やすことができ、ゆっくりと安定した牽引力を得ることができます。
3. 可動部の摩擦を最小限にします。最大限の飛距離を得るためには、ネズミ捕りのパワーをできるだけ100％に近づけたいものです。つまり、車の表面で点と点が滑り合う摩擦を減らすことです。WD-40やオートグリスなどの潤滑剤を使い、車の可動部同士の接触部に油を塗っておくと、車ができるだけスムーズに「走る」ようになります。

   • 多くのネズミ捕りカー製作ガイドでは、ネズミ捕りカーの摩擦の主な原因は車軸であるとされています。 車軸の摩擦を最小限に抑えるには、車軸がフレームに接する部分に潤滑剤を少量こすりつけるかスプレーし、可能であれば車輪を前後にスライドさせて接点に浸透させます。
4. もし許されるなら、可能な限り強力なネズミ取りを使うこと。ほとんどの場合、ネズミ捕り車の課題では、すべての生徒が同じ大きさのネズミ捕りを使うことが要求されます。しかし、このような制約がない場合は、自由に最も強力なねずみ取りを使用してください！ラットトラップのような大きなトラップは、基本的なネズミ捕りよりもはるかに大きなパワーを発揮しますが、より頑丈な構造を必要としたり、スプリングがかかったときにクルマがバラバラになる可能性があるので、フレームやアクスルを補強して対応する必要があるかもしれません。

   • ネズミ捕りやその他の大型のネズミ捕りは、簡単に指を折る可能性があることを覚えておいてください。そのため、罠が車軸に装備されていて自由に閉じることができないはずだと確信している場合でも、武装した罠の取り扱いには細心の注意が必要です。

この記事は、CC BY-NC-SAの下で公開された「 How to Adapt a Mousetrap Car for Distance 」を改変して作成しました。特に断りのない限り、CC BY-NC-SAの下で利用可能です。