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1 | Directions: Follow the directions and fill in all of the bright yellow (required). The green cells will take care of themselves. Blue is optional. The "stats" should automatically populate, except for the frame length (which you enter) and the actual acceleration distance and velocity. | Car Stats | ||||||||||||||||||||||||
2 | Rubber Band Car Analysis and Predictions | Drive wheel radius (m) | Other wheel radius (m) | Overall Mass (kg) | Band Stretch Distance (m) | Frame length (m) | Maximum Rubber Band Tension (N) | Motor Input Energy (J) | Overall Estimated Efficiency (%) | Predicted Acceleration Distance (m) | Predicted Maximum Velocity (m/s) | Actual Acceleration distance (m) | Actual Max Velocity (m/s) | Sum of fractional errors | Overall Contest Score | |||||||||||
3 | Problem # | Quantity measured | Value | Problem # | Quantity measured | Value | #DIV/0! | #DIV/0! | #DIV/0! | 0 | #DIV/0! | #DIV/0! | #DIV/0! | |||||||||||||
4 | 1 | Max Static Friction (N) | 10 | Drive/Rear Axle Friction Torque (Nm) | #DIV/0! | |||||||||||||||||||||
5 | Angular displacement of drive axle during accel (rad) | 0 | ||||||||||||||||||||||||
6 | Drive/Rear Axle Friction Energy Loss (J) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||||
7 | Front Axle Friction Torque (Nm) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||||
8 | 3 | Drive wheel Radius (m) | Linear distance traveled by car during acceleration (m) | 0 | ||||||||||||||||||||||
9 | Drive axle radius (m) -- default set at 0.004 | Front wheel radius (m) | ||||||||||||||||||||||||
10 | Max String Tension Without Slipping (N) | #DIV/0! | Angular displacement of front axle during accel (rad) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
11 | 4 | Max Rubber Band Tension (N) | Front Axle Friction Energy Loss (J) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
12 | Stretch distance (m) | Sum of Front and Back Energy Losses to Friction (J) | #DIV/0! | |||||||||||||||||||||||
13 | 5 | Additional energy loss due to friction, based on your intuition? (J) | ||||||||||||||||||||||||
14 | Drive axle radius (m) | 0.0076 | Total Energy Loss Due To Friction (J) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
15 | Angular displacement of drive wheels (rad) | 0 | 11 | Car Total Mass (kg) | ||||||||||||||||||||||
16 | Linear distance traveled by car during acceleration (m) | 0 | Total Energy Provided By Motor (J) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
17 | 6 | k (N/m) | #DIV/0! | Total Energy Lost To Friction (J) | #DIV/0! | |||||||||||||||||||||
18 | Energy Input (J) | #DIV/0! | Total KE of Car after Acceleration (J) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
19 | 7 | Drive/Rear Axle I (kgm^2) | #DIV/0! | |||||||||||||||||||||||
20 | Front Axle I (kgm^2) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||||
21 | Motor output Energy -- based on the numbers above or your own method (J) | #DIV/0! | Drive Wheel Radius (m) | |||||||||||||||||||||||
22 | 8 | Efficiency (%) Enter as a whole number. Default is 80%. | 80% | Front wheel radius (m) | ||||||||||||||||||||||
23 | 9 | Use your wheel and axle moment of inertia spreadsheet and use the data in steps 10 and 11. | Max Car Velocity (m/s) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
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26 | Rear Wheel and Axle Calculator for Frictional Torque and Moment of Inertia | Front Wheel and Axle Calculator for Frictional Torque and Moment of Inertia | ||||||||||||||||||||||||
27 | Item to measure or calculate | Formula Performing Calculation No units here!!! | Item to measure or calculate | Formula Performing Calculation No units here!!! | ||||||||||||||||||||||
28 | Axle Radius (m) -- default is 0.004 | Axle Radius (m) -- default is 0.004 | ||||||||||||||||||||||||
29 | Mass of falling weight (kg) | Mass of falling weight (kg) | ||||||||||||||||||||||||
30 | Wrapped String length (m) | Wrapped String length (m) | ||||||||||||||||||||||||
31 | Acceleration time (s) | Acceleration time (s) | ||||||||||||||||||||||||
32 | Deceleration time (s) | Deceleration time (s) | ||||||||||||||||||||||||
33 | Falling Weight acceleration during string pull -- absolute value (m/s/s) | #DIV/0! | Falling Weight acceleration during string pull -- absolute value (m/s/s) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
34 | Wheel and axle angular acceleration during string pull -- absolute value (rad/s/s) | #DIV/0! | Wheel and axle angular acceleration during string pull -- absolute value (rad/s/s) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
35 | String tension during string pull (N) | #DIV/0! | String tension during string pull (N) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
36 | Torque applied by string during fall -- absolute value (Nm) | #DIV/0! | Torque applied by string during fall -- absolute value (Nm) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
37 | Max angular speed of wheel and axle (rad/s) | #DIV/0! | Max angular speed of wheel and axle (rad/s) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
38 | Angular acceleration of wheel and axle during slowing period -- absolute value (rad/s/s) | #DIV/0! | Angular acceleration of wheel and axle during slowing period -- absolute value (rad/s/s) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
39 | Rear Wheel and Axle Moment of Inertia (kgm^2) | #DIV/0! | Front Wheel and Axle Moment of Inertia (kgm^2) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
40 | Torque due to friction -- absolute value (Nm) | #DIV/0! | Torque due to friction -- absolute value (Nm) | #DIV/0! | ||||||||||||||||||||||
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