体重驱动的鞋底清洁器

　　获奖者：

　　北京市西城外国语学校 王婉约 潘炜

　　王婉约和潘炜在做值日时发现，同学们经常把操场的沙子、脏土带进教室。虽然目前市面上有一种鞋底清理装置，但是它必须通电后才能使用。所以两位同学就想到是否能做一个不用电驱动，单靠人体重量就可以驱动鞋刷转动的新型鞋底清洁器。

　　在这个想法的驱动下，王婉约和潘炜开始了他们的试验。他们经过反复试验，终于找到了一种既安全又有效的设计方案。这套装置由踩踏杆、滑轮组、惯性轮、单向轴套、轴承和主动齿轮组成，可以把人体的重力势能转化为轴承转动的动能。

　　工作原理是这样的，脚踏杆上面是新型鞋底清洁器的网状上盖，当人踩到上面时，踩踏杆和网状上盖会同时降低三厘米。而与踩踏杆相连的动滑轮固定架也会同时下降三厘米，也就是滑轮组中定滑轮的固定架与动滑轮固定架之间的距离拉开了三厘米。根据物理知识可以算出，当动滑轮固定架下降三厘米时，装置中的单向轴套就会逆时针转动约三圈多，而轴套逆时针转动，里面的轴也跟着逆时针转动，当轴套停止转动时，里面的轴会因为惯性继续转动，这样鞋底就能被不停转动的刷子刷干净了。

　　几组滑轮，看似简单，但是却需要扎实的物理学基础才能将它“玩转”。王婉约和潘炜为了制成这套装置，进行了大量的试验，单向轴套就是一大难点。起初，因为缺少材料和加工技术，这个部件迟迟做不出来。后来他们在市场上四处走访，终于在一种市面出售的自动拖把上找到了这个零件，并最终完成了他们的作品。

　　北京城区自行车出行调查

　　获奖者：首都师范大学附属第二中学

　　段佳雨 北京市育才学校 亓子晗 宋禹潇

　　选择自行车这种“绿色出行”方式，不仅可以改善空气质量，减轻交通压力，更为出行者提供了锻炼身体的好机会。中国曾被誉为“自行车王国”，但随着人们生活水平的提高，目前在北京自行车出行的比例却不断下降。究竟是什么原因导致人们逐渐放弃自行车出行？哪些措施可以帮助人们重拾自行车出行的热情？

　　通过问卷、实地、居民访谈、专家咨询等方式，段佳雨、亓子晗和宋禹潇三位同学开始了对这个问题的调查。他们陆续对北京市城区居民自行车出行意愿、小区居民自行车保有量、典型拥堵路段自行车出行情况、公共租车点自行车租赁使用情况、政府机关工作人员出行方式等做了调查。

　　调查发现，目前北京有约20%的居民选择自行车作为出行工具；小区居民人均自行车拥有量为0.85辆，但经常使用的自行车只占总量的65%，自行车闲置多、使用率低；自行车道被占用现象非常普遍，许多自行车道上各种车辆“混行”，或者干脆成了机动车停车场；自行车租赁和寄存服务目前尚不完善。

　　针对这些情况，三位同学建议，希望政府能大力提倡和宣传自行车出行，各级公务人员争取做骑自行车上下班的榜样。在城市道路路网规划时，重新设置自行车专用道宽度。调查发现，道路宽度为 2.5～3米较为适宜。同时在自行车租赁服务方面，他们还建议简化个人租赁自行车手续和减少租金，可以采取公交卡或手机刷卡，加大自行车循环速度。此外还要适度发展既节能又环保的电动自行车。