體重驅動的鞋底清潔器

　　獲獎者：

　　北京市西城外國語學校 王婉約 潘煒

　　王婉約和潘煒在做值日時發現，同學們經常把操場的沙子、臟土帶進教室。雖然目前市面上有一種鞋底清理裝置，但是它必須通電后才能使用。所以兩位同學就想到是否能做一個不用電驅動，單靠人體重量就可以驅動鞋刷轉動的新型鞋底清潔器。

　　在這個想法的驅動下，王婉約和潘煒開始了他們的試驗。他們經過反復試驗，終于找到了一種既安全又有效的設計方案。這套裝置由踩踏桿、滑輪組、慣性輪、單向軸套、軸承和主動齒輪組成，可以把人體的重力勢能轉化為軸承轉動的動能。

　　工作原理是這樣的，腳踏桿上面是新型鞋底清潔器的網狀上蓋，當人踩到上面時，踩踏桿和網狀上蓋會同時降低三厘米。而與踩踏桿相連的動滑輪固定架也會同時下降三厘米，也就是滑輪組中定滑輪的固定架與動滑輪固定架之間的距離拉開了三厘米。根據物理知識可以算出，當動滑輪固定架下降三厘米時，裝置中的單向軸套就會逆時針轉動約三圈多，而軸套逆時針轉動，里面的軸也跟著逆時針轉動，當軸套停止轉動時，里面的軸會因為慣性繼續轉動，這樣鞋底就能被不停轉動的刷子刷干凈了。

　　幾組滑輪，看似簡單，但是卻需要扎實的物理學基礎才能將它“玩轉”。王婉約和潘煒為了制成這套裝置，進行了大量的試驗，單向軸套就是一大難點。起初，因為缺少材料和加工技術，這個部件遲遲做不出來。后來他們在市場上四處走訪，終于在一種市面出售的自動拖把上找到了這個零件，并最終完成了他們的作品。

　　北京城區自行車出行調查

　　獲獎者：首都師范大學附屬第二中學

　　段佳雨 北京市育才學校 亓子晗 宋禹瀟

　　選擇自行車這種“綠色出行”方式，不僅可以改善空氣質量，減輕交通壓力，更為出行者提供了鍛煉身體的好機會。中國曾被譽為“自行車王國”，但隨著人們生活水平的提高，目前在北京自行車出行的比例卻不斷下降。究竟是什么原因導致人們逐漸放棄自行車出行？哪些措施可以幫助人們重拾自行車出行的熱情？

　　通過問卷、實地、居民訪談、專家咨詢等方式，段佳雨、亓子晗和宋禹瀟三位同學開始了對這個問題的調查。他們陸續對北京市城區居民自行車出行意愿、小區居民自行車保有量、典型擁堵路段自行車出行情況、公共租車點自行車租賃使用情況、政府機關工作人員出行方式等做了調查。

　　調查發現，目前北京有約20%的居民選擇自行車作為出行工具；小區居民人均自行車擁有量為0.85輛，但經常使用的自行車只占總量的65%，自行車閑置多、使用率低；自行車道被占用現象非常普遍，許多自行車道上各種車輛“混行”，或者干脆成了機動車停車場；自行車租賃和寄存服務目前尚不完善。

　　針對這些情況，三位同學建議，希望政府能大力提倡和宣傳自行車出行，各級公務人員爭取做騎自行車上下班的榜樣。在城市道路路網規劃時，重新設置自行車專用道寬度。調查發現，道路寬度為 2.5～3米較為適宜。同時在自行車租賃服務方面，他們還建議簡化個人租賃自行車手續和減少租金，可以采取公交卡或手機刷卡，加大自行車循環速度。此外還要適度發展既節能又環保的電動自行車。