1. 에너지 변환 및 보존 :
* 잠재적 에너지 : 상처를 입은 무스 그랩 스프링은 잠재적 에너지를 저장합니다.
* 운동 에너지 : 봄이 풀리면서 잠재적 에너지를 운동 에너지로 변환하여 자동차를 움직입니다.
* 에너지 보존 : 총 에너지 (잠재적 + 운동)는 일정하게 유지되지만 자동차의 움직임 내내 형태를 바꿉니다. 마찰로 인해 일부 에너지가 손실됩니다.
2. 뉴턴의 운동 법칙 :
* 뉴턴의 첫 번째 법 (관성) : 자동차는 봄이 풀릴 때까지 휴식을 취하며 외부 힘 (마찰과 같은)에 의해 행동하지 않으면 계속 직선으로 움직입니다.
* 뉴턴의 제 2 법칙 (힘과 가속도) : 차축을 밀고있는 스프링의 힘은 차를 가속화합니다. 자동차의 가속도는 힘에 직접 비례하고 질량에 반비례합니다.
* 뉴턴의 제 3 법칙 (행동-반응) : 스프링은 액슬에 힘을 가하고, 차축은 스프링에 동일하고 반대의 힘 을가합니다. 이것이 자동차가 모멘텀을 얻는 방법입니다.
3. 마찰 :
* 롤링 마찰 : 바퀴와지면 사이의 마찰은 자동차의 움직임에 반대하여 속도를 늦 춥니 다.
* 공기 저항 : 공기 저항은 또한 자동차의 움직임, 특히 더 빠른 속도에서 작용합니다.
4. 토크 :
* 스프링은 액슬에 토크를 적용하여 회전합니다. . 토크는 바퀴가 회전하여 자동차를 앞으로 추진하는 비틀림 힘입니다.
5. 기어 비율 및 기계적 이점 :
* 기어는 디자인에 사용하여 자동차의 속도와 거리를 수정할 수 있습니다. 무스 그랩의 더 큰 기어에 비해 액슬의 더 작은 기어는 속도가 높지만 이동 거리가 적습니다.
6. 레버리지 :
* Mousetrap Car의 디자인의 레버 암은 속도와 거리에 영향을 줄 수 있습니다. 더 긴 레버 암을 사용하면 스프링이 더 많은 힘을 가할 수 있지만 동일한 양의 에너지를 저장하기 위해 더 많은 와인딩이 필요할 수 있습니다.
이러한 물리 개념을 이해함으로써 최대 속도와 거리를 달성하기 위해 Mousetrap 차량의 설계를 최적화 할 수 있습니다. 기본 물리학 원칙에 대해 배우는 재미 있고 매력적인 방법입니다!
