Abfedern!

Eine Ingenieurtätigkeit

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Einführung Sind Sie schon einmal mit dem Auto über ein Schlagloch oder eine Bodenschwelle gefahren? Möglicherweise spüren Sie die Unebenheiten und werden auf Ihrem Sitz ein wenig auf und ab geschleudert, aber nicht annähernd so stark, wie wenn das Auto keine Federung hätte. Probieren Sie dieses technische Projekt aus, um zu erfahren, wie die Federung Ihnen zu einer ruhigeren Fahrt verhelfen kann!

Hintergrund Wenn Sie auf einer glatten, schön gepflasterten Straße fahren, denken Sie vielleicht nicht viel darüber nach, aber die Federung eines Autos ist sehr wichtig, wenn Sie auf einer holprigen Straße oder über Hindernisse fahren. Es hilft, das Auto (und die Passagiere) vor Schäden zu schützen, wenn das Auto über eine große Bodenwelle fährt. Der Rahmen eines Autos ist nicht starr mit den Rädern verbunden. Wäre dies der Fall, würde jede einzelne Erschütterung oder Vibration, die die Räder erfahren, direkt auf das Auto und die darin befindlichen Personen übertragen, was zu einer ziemlich unangenehmen Fahrt führen würde. Stattdessen sind die Räder mit dem Rest des Autos über eine Kombination aus Federn (Metallteile, die beim Strecken oder Zusammendrücken in ihre ursprüngliche Position zurückfedern) und Dämpfern (Teile, die Reibung nutzen, um die Bewegung zu verlangsamen, normalerweise in Form eines) mit dem Rest des Autos verbunden mit zähflüssigem Öl gefüllter Kolben), auch Stoßdämpfer genannt. Zusammen tragen diese Teile dazu bei, Straßenvibrationen zu absorbieren und zu verringern. In diesem Projekt bauen Sie Ihr eigenes einfaches Modellauto und entwerfen ein Aufhängungssystem, das verhindert, dass die Ladung (Verpackungserdnüsse) aus dem Auto geschleudert wird, wenn es über Unebenheiten fährt!

Materialien Da es sich um ein Konstruktionsprojekt handelt, gibt es keine genaue Liste der Materialien, die Sie verwenden müssen. Die folgende Liste ist ein Vorschlag, aber Sie können sie gerne durch andere Materialien ersetzen.

Vorbereitung

Verfahren

Beobachtungen und Ergebnisse Wenn Sie den Karton direkt am Rahmen Ihres Autos befestigen, werden Sie feststellen, dass viele der Verpackungsreste aus dem Karton herausgeschleudert werden, wenn Sie ihn über die Bodenschwellen ziehen. Dies liegt daran, dass die Vibrationen der Räder direkt auf den Karton übertragen werden. Das wäre, als würde man in einem Auto ohne Federung fahren – eine ziemlich unangenehme Fahrt! Wenn Sie eine Aufhängung hinzufügen, hilft diese dabei, einen Teil der Vibrationen zu absorbieren, sodass der Karton nicht so stark auf und ab springt und nicht so viele Verpackungserdnüsse herausschleudert. Möglicherweise sind jedoch einige Anpassungen erforderlich, damit Ihre Federung ordnungsgemäß funktioniert. Die Steifigkeit (Dicke/Länge/Festigkeit der Gummibänder oder Federn) und das Gewicht eines Gegenstandes (zum Beispiel das Hinzufügen von Münzen) haben einen großen Einfluss darauf, wie er auf Vibrationen reagiert. Echte Ingenieure entwerfen die Federung eines Autos sorgfältig, um Vibrationen auf der Straße optimal zu absorbieren, genau wie Sie es in diesem Projekt getan haben!

Dieses Projekt wurde von der Trash Sliders-Aktivität von Larry Richards über eGFI inspiriert.

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Diese Aktivität wurde in Zusammenarbeit mit Science Buddies für Sie durchgeführt

Ben Finio ist leitender Wissenschaftler bei Science Buddies und Dozent an der Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering der Cornell University. Folgen Sie ihm auf Twitter @BenFinio.

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