如何使Pinewood Derby汽车更快？

作为一名前幼崽侦察员，他对我父亲建造松木德比汽车有许多美好的回忆，这里有一些可能会有所帮助的想法。

让我们从一个基本事实开始，派恩伍德·德比（Pinewood Derby）的汽车在重力。暂时忽略赛道 - 假设我乘坐两辆Pinewood Derby汽车，然后将它们放在真空中。我们都看到（或听说过）羽毛和沉重的钢球被滴入真空中的实验。我们知道羽毛和球以相同的速度下降。因此，如果一场派恩伍德·德比（Pinewood Derby）竞赛涉及将两辆派恩伍德·德比（Pinewood Derby）丢进真空中，那汽车的样子，它们的称重或其他任何东西都没关系 - 每场比赛都是领带！

派恩伍德·德比（Pinewood Derby）种族没有在真空中举行 - 他们被悬挂在空中。我们知道，在空中，一个重的钢球比羽毛快得多。因此，您希望汽车尽可能重。原因如下：作用在汽车上的力是由公式计算的力=质量X加速度。由于重力引起的加速度是一个常数。因此，质量越多，作用在汽车上的力就越大。这种力量正在与施加的力量竞争空气动力阻力，因此您希望尽可能多地增加力量。（如果您能以某种方式减少一半的重量，并且在此过程中，将空气动力学的阻力减少了一半以上，那将是不使用最大重量的一个很好的理由。在Pinewood Derby汽车上，几乎不可能做到这一点因为诸如车轮和车轴之类的东西正在产生大部分阻力，并且无法消除它们。）

当汽车向下滚动时，有三个摩擦力这会减慢它：

想象一下轮胎是由柔软的粘橡胶制成的 - 轮胎粘性将是摩擦的主要来源。由于您无法控制轮胎，因此您可以忽略粘性（以及与直径，旋转惯性等轮胎等轮胎有关的其他因素）。

因此，让我们看一下其余两个因素：空气阻力和轴摩擦。你儿子的想法很有趣。假设您可以设计一个车这样它实际上飞了；随着车轮就在地面上，车轴摩擦将降至零。生成升降机的任何机翼也会在此过程中产生阻力（请参阅飞机的工作方式有关详细信息）。因此，问题变成了“哪个更糟 - 机翼的空气动力阻力或轴的摩擦？”确定答案的唯一方法是通过实验，如果没有非常敏感和专业的设备，这些实验将很难。或者，您将不得不建造许多汽车，并查看它们相比的性能。

但是，我要猜测，轴摩擦低于升降机产生的空气动力阻力。因此，您需要创建一种可能具有最低空气动力阻力的汽车，并将轴摩擦驱动到零。我确实知道的一件事是，车轴可以产生很多摩擦。您想做的就是抛光它们（用钢羊毛将其搅拌，然后用钢卷将其抛光），然后使用干硅和/或石墨润滑剂来减少摩擦。您还需要确保车轮完全圆形，平衡，每个车轮都有轴孔死亡中心。

希望有帮助。享受比赛！