核心概念
工程学
物理学
设计
振动
简介
你有没有在汽车驶过坑洼或减速带时坐车？你可能会感觉到颠簸，在座位上稍微上下晃动，但远不如汽车没有悬挂系统时那么剧烈。尝试这个工程项目，了解悬挂系统如何帮助你获得更平稳的乘坐体验！
背景
如果你在光滑平坦的道路上行驶，你可能不会过多考虑，但是当在崎岖的道路上或越过障碍物时，汽车的悬挂系统非常重要。当汽车驶过较大的颠簸时，它可以帮助保护汽车（和乘客）免受损坏。汽车的框架不是刚性地连接到车轮上的。如果真是这样，车轮所经历的每一次颠簸或振动都会直接传递到汽车和车内的人身上，从而导致非常不舒服的乘坐体验。相反，车轮通过弹簧（在拉伸或压缩时会弹回原始位置的金属部件）和阻尼器（利用摩擦减缓运动的部件，通常以充满粘性油的活塞的形式）的组合连接到汽车的其余部分，阻尼器也称为减震器。这些部件组合起来有助于吸收和减少道路振动。在这个项目中，你将构建自己的简单模型汽车，并设计一个悬挂系统，以防止货物（包装花生）在汽车驶过颠簸时被抛出！
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材料 这是一个工程设计项目，这意味着没有必须使用的确切材料清单。以下列表仅供参考，但您可以随意替换其他材料。
用于构建简单汽车的办公室和工艺材料。（或者，如果您不想从头开始构建自己的汽车，可以使用中等大小的玩具车。）在线搜索“气球动力汽车”或“橡皮筋动力汽车”，您会找到许多设计思路。一般来说，您需要：
用作汽车车轮的物品，例如旧 CD 或塑料瓶盖
用作车轴的物品，例如木制烤肉串或铅笔
用作汽车框架的物品，例如塑料瓶、纸板管或吸管
用于将部件粘合在一起的胶水或胶带
可以放在汽车上的小纸板箱
包装花生
细绳
各种橡皮筋和/或小弹簧（可以通过拆卸圆珠笔获得弹簧—当然，在征得同意后。）
吸管或铅笔
胶带
剪刀
准备工作
组装你的车身。（如果你使用玩具车，请跳过此步骤。）
组装车轴，使其可以旋转—例如，将木制烤肉串穿过吸管。
将车轮连接到车轴。例如，小心地在塑料瓶盖中心戳孔，然后将木制烤肉串穿过孔。
为汽车构建一个框架，并连接车轮和车轴。确保车轴可以自由旋转，而不会有太大的阻力。
在你的汽车前端系上一根绳子，以便你可以轻松地拉动它。
如果你的小纸板箱有翻盖，请小心地将其剪掉，使其顶部打开。
使用胶带将盒子固定到你的汽车顶部，并将其装满包装花生。
步骤
设置“减速带”，让你的汽车驶过。例如，将几根吸管或铅笔平行地粘在桌面上，彼此相隔几英寸。
快速拉动汽车驶过减速带。会发生什么？
现在，尝试为你的汽车设计一个悬挂系统，以防止包装花生从盒子中掉出来。例如，你可以用橡皮筋悬挂纸板箱。这是工程设计过程真正发挥作用的地方！
构建悬挂系统后，再次尝试将你的汽车拉过减速带。尝试以相同的速度进行。这次会发生什么？掉出来的包装花生会更少吗？
如果你的悬挂系统第一次尝试没有成功，请不要灰心！工程设计过程是迭代的，这意味着工程师经常会返回并重新设计、重建和重新测试他们的设备以改进它们。你可以调整你的设计的许多不同方面。例如：
尝试更改橡皮筋的类型。如果使用较厚或较薄的橡皮筋，或较长或较短的橡皮筋，会发生什么？
尝试更改橡皮筋的松紧度。如果盒子松散地悬挂在橡皮筋上，或者橡皮筋拉紧，会发生什么？
尝试更改汽车不同部分的重量。（重量对振动有很大影响。）例如，如果你在纸板箱上贴上一堆硬币使其更重，会发生什么？如果你将硬币贴在汽车的框架上，会发生什么？
不断迭代和调整你的设计。你能否达到没有包装花生从盒子中掉出来的程度？
观察和结果
你会发现，当你将纸板箱直接连接到汽车的框架上时，当你拉动它驶过减速带时，许多包装花生会被抛出盒子。发生这种情况是因为车轮的振动直接传递到纸板箱。这就像乘坐没有悬挂系统的汽车一样—相当不舒服的乘坐体验！当你添加悬挂系统时，它可以帮助吸收一些振动，因此纸板箱不会上下弹跳那么多，并且不会抛出那么多包装花生。但是，可能需要进行一些调整才能使你的悬挂系统正常工作。刚度（橡皮筋或弹簧的粗细/长度/松紧度）和物体的重量（例如，添加硬币）对其对振动的反应有很大影响。真正的工程师会仔细设计汽车的悬挂系统，以优化吸收道路上的振动，就像你在这个项目中所做的那样！
这个项目的灵感来自于 Larry Richards 通过 eGFI 发布的垃圾滑块活动。
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