मैं पाइनवुड डर्बी कार को तेजी से कैसे चला सकता हूं?

एक पूर्व शावक स्काउट के रूप में, जिसकी मेरे पिता के साथ पाइनवुड डर्बी कारों के निर्माण की कई शौकीन यादें हैं, यहां कुछ विचार दिए गए हैं जो मदद कर सकते हैं।

आइए मूल तथ्य से शुरू करें कि पाइनवुड डर्बी कारें गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में एक ट्रैक पर लुढ़क जाती हैं । एक पल के लिए ट्रैक पर ध्यान न दें - मान लें कि मैं दो पाइनवुड डर्बी कार लेता हूं और मैं उन्हें एक वैक्यूम में छोड़ देता हूं। हम सभी ने उन प्रयोगों को देखा (या सुना है) जहां एक पंख और एक भारी स्टील की गेंद को निर्वात में गिराया जाता है। और हम जानते हैं कि पंख और गेंद एक ही गति से गिरते हैं। इसलिए, यदि एक पाइनवुड डर्बी दौड़ में दो पाइनवुड डर्बी कारों को एक वैक्यूम में गिराना शामिल है, तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कारें कैसी दिखती थीं, उनका वजन कितना था या कुछ और - हर दौड़ एक टाई होगी!

पाइनवुड डर्बी दौड़ एक निर्वात में आयोजित नहीं की जाती है, हालांकि - वे हवा में आयोजित की जाती हैं। हम जानते हैं कि हवा में, एक भारी स्टील की गेंद एक पंख की तुलना में बहुत तेजी से गिरती है। इसलिए आप चाहते हैं कि कार ज्यादा से ज्यादा भारी हो। यहाँ क्यों है: कार पर अभिनय करने वाले बल की गणना सूत्र बल = द्रव्यमान x त्वरण द्वारा की जाती है । गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण एक स्थिर है। तो जितना अधिक द्रव्यमान, कार पर कार्य करने वाला बल उतना ही अधिक होगा। यह बल वायुगतिकीय ड्रैग द्वारा लगाए गए बल के खिलाफ प्रतिस्पर्धा कर रहा है, इसलिए आप बल को बढ़ाने के लिए अधिक से अधिक द्रव्यमान चाहते हैं। (यदि आप किसी तरह वजन को आधा कर सकते हैं और इस प्रक्रिया में वायुगतिकीय ड्रैग को आधे से अधिक काट सकते हैं, तो यह अधिकतम वजन का उपयोग न करने का एक अच्छा कारण होगा। पाइनवुड डर्बी कार पर, ऐसा करना लगभग असंभव होगा। क्योंकि पहिए और धुरा जैसी चीजें ज्यादातर खिंचाव पैदा कर रही हैं और उन्हें खत्म करने का कोई तरीका नहीं है।)

जैसे ही कार पटरी से नीचे लुढ़कती है, तीन घर्षण बल होते हैं जो इसे धीमा कर देते हैं:

कल्पना कीजिए कि टायर नरम, चिपचिपे रबर से बने थे - टायर का चिपचिपापन घर्षण का एक बड़ा स्रोत होगा। चूंकि टायरों पर आपका कोई नियंत्रण नहीं है, इसलिए आप चिपचिपापन (और टायरों के व्यास, घूर्णी जड़ता, आदि जैसे अन्य कारकों से संबंधित) को अनदेखा कर सकते हैं।

तो आइए शेष दो कारकों को देखें: वायु प्रतिरोध और धुरी घर्षण। आपके बेटे का विचार दिलचस्प है। मान लीजिए कि आप एक कार डिजाइन कर सकते हैं ताकि वह वास्तव में उड़ सके; पहिए जमीन से बिल्कुल दूर होने से, धुरा घर्षण शून्य हो जाएगा। लिफ्ट उत्पन्न करने वाला कोई भी विंग प्रक्रिया में ड्रैग भी उत्पन्न करता है ( विवरण के लिए हवाई जहाज कैसे काम करते हैं देखें)। तो सवाल बन जाता है, "कौन सा बदतर है - पंख का वायुगतिकीय खिंचाव या धुरी का घर्षण?" उत्तर को निश्चित रूप से निर्धारित करने का एकमात्र तरीका प्रयोगों के माध्यम से होगा, और ये प्रयोग बहुत संवेदनशील और विशेष उपकरणों के बिना कठिन होंगे। या आपको कई कारें बनानी होंगी और देखना होगा कि उन्होंने एक दूसरे की तुलना में कैसा प्रदर्शन किया।

हालांकि, मैं अनुमान लगाने जा रहा हूं कि एक्सल घर्षण लिफ्ट द्वारा बनाए गए वायुगतिकीय ड्रैग से कम है। इसलिए, आप सबसे कम वायुगतिकीय ड्रैग वाली कार बनाना चाहेंगे और एक्सल घर्षण को शून्य तक ले जाने के लिए काम करेंगे। एक बात जो मुझे पता है वह यह है कि धुरी बहुत अधिक घर्षण उत्पन्न कर सकती है। आप क्या करना चाहते हैं उन्हें पॉलिश करें (उन्हें एक ड्रिल में चिपकाएं और स्टील ऊन के साथ पॉलिश करें, फिर रूज) और फिर घर्षण को कम करने के लिए सूखे सिलिकॉन और/या ग्रेफाइट स्नेहक का उपयोग करें। आप यह भी सुनिश्चित करना चाहते हैं कि पहिए पूरी तरह गोल और संतुलित हों, प्रत्येक पहिए में एक्सल होल डेड सेंटर हो।

उम्मीद है की वो मदद करदे। दौड़ का आनंद लें!

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