충격을 흡수하라!

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소개 자동차를 타고 움푹 들어간 곳이나 과속 방지턱을 넘어본 적이 있습니까? 충격을 느끼고 좌석에서 약간 위아래로 흔들릴 수 있지만 자동차에 서스펜션이 없을 때만큼은 아닙니다. 이 엔지니어링 프로젝트를 통해 서스펜션이 어떻게 더 부드러운 승차감을 제공하는 데 도움이 되는지 알아보세요!

배경 매끄럽고 잘 포장된 도로를 달리는 경우에는 크게 신경 쓰지 않을 수도 있지만, 울퉁불퉁한 도로나 장애물을 넘을 때는 자동차의 서스펜션이 매우 중요합니다. 이는 차량이 큰 충격을 지나갈 때 차량(및 승객)이 손상되지 않도록 보호하는 데 도움이 됩니다. 자동차의 프레임은 바퀴에 단단히 연결되어 있지 않습니다. 만약 그렇다면, 바퀴가 겪는 모든 충격이나 진동은 자동차와 그 안에 있는 사람들에게 직접 전달되어 상당히 불편한 승차감을 느끼게 될 것입니다. 대신, 바퀴는 스프링(늘어지거나 압축될 때 원래 위치로 되돌아가는 금속 부품)과 댐퍼(마찰을 사용하여 움직임을 늦추는 부품, 일반적으로 점성 오일로 채워진 피스톤), 충격 흡수 장치라고도 합니다. 이러한 부품이 결합되어 도로 진동을 흡수하고 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 프로젝트에서는 자신만의 간단한 모델 자동차를 만들고, 화물(땅콩 포장)이 범프를 넘어갈 때 자동차 밖으로 튕겨져 나가는 것을 방지하는 데 도움이 되는 서스펜션 시스템을 설계하게 됩니다!

재료 이는 엔지니어링 설계 프로젝트이므로 사용해야 하는 정확한 재료 목록이 없다는 의미입니다. 다음 목록은 제안 사항이지만 다른 자료로 자유롭게 대체할 수 있습니다.

준비

절차

관찰 및 결과 골판지 상자를 자동차 프레임에 직접 부착하면 과속 방지턱을 넘을 때 포장용 땅콩이 상자 밖으로 던져지는 것을 볼 수 있습니다. 이는 바퀴의 진동이 판지 상자로 직접 전달되기 때문에 발생합니다. 이것은 서스펜션이 없는 자동차를 타는 것과 같을 것입니다. 타는 것이 상당히 불편할 것입니다! 서스펜션을 추가하면 진동을 일부 흡수하는 데 도움이 되므로 판지 상자가 위아래로 많이 튀지 않고 포장용 땅콩을 많이 버리지 않습니다. 그러나 서스펜션이 제대로 작동하려면 약간의 조정이 필요할 수 있습니다. 물체의 강성(고무밴드 또는 스프링의 두께/길이/단단함)과 물체의 무게(예: 동전 추가)는 물체가 진동에 반응하는 방식에 큰 영향을 미칩니다. 실제 엔지니어들은 이 프로젝트에서 여러분이 했던 것처럼 도로의 진동을 최적으로 흡수하도록 자동차의 서스펜션을 세심하게 설계합니다!

이 프로젝트는 eGFI를 통해 Larry Richards가 진행한 Trash Sliders 활동에서 영감을 받았습니다.

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이 활동은 Science Buddies와의 파트너십을 통해 제공되었습니다.

Ben Finio는 Science Buddies의 선임 과학자이자 Cornell University Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering의 강사입니다. 트위터 @BenFinio에서 그를 팔로우하세요.

로렌 J. 영

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