Fan car: सक्सन पङ्खाले कारलाई सडकमा कसरी टाँसिराख्छ
Sports car को भुइँमुनिको हावा तान्ने पङ्खा चलाउनुहोस्, र भुइँभरि लाग्ने सानो चाप फरकले कसरी ठूलो तलतिर थिच्ने बल, बढी पकड र मोडमा बढी गति दिन्छ हेर्नुहोस्। अनि मुनि हावा फुकेर कारलाई तैराउनुहोस्, र Thruster चलाएर Thrust ले तौललाई कहिले जित्छ र कार कहिले उड्छ हेर्नुहोस्।
मूल अवधारणा
बल = चापको फरक × क्षेत्रफल: कारमुनिको चाप घटाउने पङ्खाले कारलाई सडकमा थिच्छ
पाठ: नयाँ आविष्कारको भौतिकी
हाम्रो वरिपरिको हावाले हरेक चीजमा झन्डै 100000 Pa चाप: कुनै क्षेत्रफलमा कति बलले थिच्छ। धारिलो चक्कुको धारमा चाप धेरै हुन्छ। सबै मुख्य शब्द दिन्छ। सामान्यतया कारको मुनि र माथि हावाले उत्तिकै थिच्छ, त्यसैले दुवै धक्का बराबर भएर हट्छन्। McMurtry Spéirling जस्ता Fan car हरूले पङ्खाले भुइँमुनिको हावा तानेर बाहिर फाल्छन्। कारमुनिको चाप अलिकति घट्छ, त्यसैले माथिको हावाले तलको हावाले माथि धकेल्नेभन्दा बढी जोडले तल थिच्छ। भुइँ ठूलो भएकाले सानो चाप फरकले पनि ठूलो बल: धकेल्नु वा तान्नु। बलले वस्तुलाई चलाउन, रोक्न वा मोड्न सक्छ। सबै मुख्य शब्द दिन्छ: बल = चापको फरक × क्षेत्रफल। यो तलतिर थिच्ने बल (downforce) ले टायरलाई सडकमा थिच्छ, त्यसैले तिनले राम्रोसँग पकड्छन्। अर्को Tesla Roadster लाई त Thruster प्रयोग गरेर उड्न सक्ने कारका रूपमा पनि चर्चा गरिएको छ। Thruster ले ग्यासलाई तलतिर फाल्छ, र त्यो ग्यासले कारलाई माथि धकेल्छ: यही धक्का Thrust हो। Thrust कम्तीमा कारको तौल: कुनै वस्तुमाथि गुरुत्वाकर्षणको तान, न्युटनमा नापिन्छ। चन्द्रमामा कम हुन्छ। सबै मुख्य शब्द जत्तिकै भएपछि मात्र कार जमिन छोड्छ, र Thrust तौलभन्दा ठूलो हुँदा मात्र यो झन् छिटो हुँदै माथि जान्छ। यो Lab मा तपाईं कारमुनि हावा फुकेर यसलाई तैराउन र Thruster चलाएर उडाउन सक्नुहुन्छ।
के सिक्नुहुनेछ
- बल = चापको फरक × क्षेत्रफल प्रयोग गरेर चापको फरकबाट बल निकाल्नुहोस्।
- सक्सन पङ्खाले कारका टायरको पकड कसरी बढाउँछ व्याख्या गर्नुहोस्।
- कार हावामा तैरिन के चाहिन्छ, र तैरिँदा यसको पकड किन हराउँछ व्याख्या गर्नुहोस्।
- Thrust र तौल तुलना गरेर कार सडकमै रहन्छ, हावामा अडिन्छ कि माथि जान्छ भन्नुहोस्, र यसको माथितिरको प्रवेग निकाल्नुहोस्।
सुरु गर्नुअघि
- चाप = बल ÷ क्षेत्रफल हो, र हावाले वरिपरिको हरेक चीजमा थिच्छ भन्ने थाहा हुनुपर्छ।
- दुई सतहलाई बढी जोडले थिच्दा घर्षण बढ्छ भन्ने थाहा हुनुपर्छ।
सामग्री
- छेउमा Skirt ले बन्द गरिएको भुइँ, पछाडि पङ्खा र मुनि Thruster भएको Sports car
- 50 m अर्धव्यासको मोड भएको सुक्खा सडक
उपकरण
- भुइँमुनिको हावाको चाप नाप्ने Pressure gauge
विधि
- पङ्खा बन्द राखेर कारका टायरको पकड Record गर्नुहोस्।
- पङ्खालाई कारमुनिको हावा तान्ने बनाउनुहोस्, चापको फरक मिलाउनुहोस् र Record गर्नुहोस्।
- गह्रौँ कार छानेर तलतिर थिच्ने बल कारको तौलभन्दा ठूलो हुने पङ्खाको Setting पत्ता लगाउनुहोस्।
- पङ्खालाई कारमुनि हावा फुक्ने बनाउनुहोस् र कारलाई तैराउनुहोस्।
- Thruster चलाउनुहोस् र कारलाई सडकबाट उचालेर माथि लैजाने Thrust पत्ता लगाउनुहोस्।
यो Simulation लाई कसरी सरल बनाइएको छ
- g लाई 10 N/kg मानिएको छ।
- सुक्खा सडकमा टायरले आफूलाई तल थिच्ने बल जत्तिकै बलले पकड्न सक्छ (घर्षण गुणाङ्क 1)।
- Skirt ले भुइँ बन्द गरेकाले पङ्खाको चापको फरक पूरै भुइँको क्षेत्रफलमा लाग्छ।
- मोडको अर्धव्यास 50 m छ; पकडले ठ्याक्कै मोड्न चाहिने बल दिँदाको गति नै मोडको सबैभन्दा छिटो गति हो।
- Thruster ले सिधा माथि धकेल्छ र कारको तौल बदलिँदैन (तिनले बाल्ने इन्धनलाई बेवास्ता गरिएको छ)।
- वास्तविक कारका अङ्क तिनका निर्माताले भनेका हुन्; यो Lab ले सजिला गोल अङ्क प्रयोग गर्छ।