Я пам’ятаю, як будував автомобілі для Дербі із бруска разом із батьком. Теплі спогади. Але якщо ви хочете перемогти, потрібно перестати думати про естетику та почати думати про фізику.
Ось сувора правда. Гравітація – це двигун. Все інше лише уповільнює вас.
Уявіть вакуум. У вакуумі перо і сталевий шар падають з однаковою швидкістю. Немає опору повітря. Нема аеродинамічного опору. Якби ви кинули два автомобілі для Дербі із бруска у вакуумі, вони досягли б дна одночасно. Кожна гонка була б нічиєю. Немає значення, як виглядає автомобіль. Немає значення, наскільки він важкий. У вакуумі вага немає значення.
Але ми не ганяємо у вакуумах. Ми ганяємо у повітрі. А повітря пручається.
Саме тому вам потрібний важкий автомобіль. Формула проста: Сила = Маса × Прискорення. Прискорення вільного падіння постійно. Таким чином, маса – це ваш важіль. Більша маса означає більше сили, що тягне автомобіль вниз по трасі. Ця сила має долати аеродинамічний опір. Ви хочете, щоб сила, що тягне, була якомога вище.
Чи можна зробити легший автомобіль швидше? Тільки якщо ви зменшите опір повітря більш ніж удвічі. Для автомобіля для Дербі із бруска це майже неможливо. Колеса та осі створюють основний опір. Ви не можете їх забрати. Тому максимальна вага – ваш найкращий друг.
Три сили тертя
Коли автомобіль котиться, три речі намагаються зупинити його.
- Опір повітря
- Тертя в осях
- Зчеплення шин
Ви не можете контролювати шини. Вони пластикові. Вони стандартні. Ігноруйте зчеплення шин. Ігноруйте діаметр шин. Ігноруйте момент інерції обертання. Це фіксовані змінні. Ви не можете вплинути на них.
Зосередьтеся на решті двох.
Опір повітря проти тертя в осях
Ваш син може мати ідеї про крила. Можливо, автомобіль, який “літає”? Колеса над землею? Нульове тертя в осях?
Ось у чому проблема. Крила створюють підйомну силу. Але крила також створюють аеродинамічний опір. Таким чином, ви змінюєте тертя в осях на аеродинамічний опір. Що гірше?
Більшість свідчень вказує на те, що тертя в осях менше, ніж опір, що створюється підйомною силою. Але, щоб бути впевненим, вам знадобиться чутливе обладнання. Або вам доведеться побудувати п’ять автомобілів та протестувати їх.
Я припускаю, що у вас немає аеродинамічних труб. Тому ось прагматичний підхід.
Створіть мінімально можливий аеродинамічний опір. Потім зведіть тертя в осях нанівець.
Осі створюють багато тертя. Вам потрібно їх відполірувати. Помістіть їх у дриль. Поліруйте сталевою ватою. Потім використовуйте полірувальну пасту (rouge). Потім нанесіть сухе мастило. Підійде силікон. Підійде графіт. Не використовуйте олію. Олія притягує пил. Пил створює тертя.
Переконайтеся, що колеса ідеально круглі. Збалансовані. Отвір для осі має бути строго по центру. Якщо отвір зміщений, колесо вібрує. Вібрація створює опір. Опір програє гонки.
Це не ракетобудування. Але це не просто вирізання форми із бруска, яка виглядає швидко. Це мінімізація опору при максимізації гравітаційної сили.
Відполіруйте осі. Центруйте отвори. Максимізуйте вагу. Ігноруйте крила.
Успіхів.
