Машина Голдберга, играющая с котёнком

Машина Голдберга, машина Руба Голдберга, машина Робинсона-Голдберга, Машина Робинсона или заумная машина — это устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий по «принципу домино».

Описание

Актуальность

Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, кидающих мячик для кота.

Задачи проекта

1. Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
2. Подобрать необходимые материалы, предметы и инструменты для создания проекта
3. Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
4. Создать схему машины Голдберга
5. Сделать отдельные части проекта
6. Собрать машину Голдберга
7. Произвести пробные запуски и устранить недочеты
8. Смонтировать видео
9. Произвести показательный запуск машины Голдберга
10. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда

1. Персидский Алексей Олегович, группа 3130801/90011
2. Литвиненко Иван Алексеевич, группа 3130801/90011

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Отпускается шарик на нити, прикреплённой к металлическому стержню
2. Шарик ударяет по банке цилиндрической формы
3. Банка скатывается по наклонной плоскости, ударяясь о книгу
4. Книги начинают падать одна за другой по принципу домино
5. Последняя книга падает со стола на короткое плечо рычага
6. Длинное плечо рычага поднимается и передает импульс наклонной плоскости, выводя из равновесия мячик
7. Мячик начинает скатываться по наклонной плоскости, приобретая скорость
8. С приобретённой скоростью мячик вылетает горизонтально и пролетает некоторое расстояние до пола, где его должен поймать кот

Материалы, предметы и существа, используемые в проекте

• Две деревянные наклонные плоскости
• Рычаг
• Три книги
• 2 нити
• 1 железный стержень
• Маленький металлический шарик
• Мячик для большого тенниса
• Скотч
• Банка цилиндрической формы
• Кот

Инструменты для создания проекта

• Пила
• Шлифовальная машинка
• Электрорубанок
• Напильник
• Шуроповерт
• Ножницы

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
27.05.20	Разработка концепта	Возникли разногласия по устройству машины	Разработан первый концепт машины. Разделили задачи
2.06.20	Произвести все расчеты	Сложности в подведении итогов расчетов	Решены все задачи
7.06.20	Подготовка всех материалов и предметов для машины	Не нашлось нужного крепления для металлического стержня	Изготовление наклонных плоскостей, рычага и закрепление металлического стержня в стене
9.06.20	Сборка финальной версии машины	Некоторые задачи нельзя было решить, используя законы кинематики или статики	Внесение последних изменений в машину. Собрана финальная версия машины Голдберга
10.06.20	Съёмка видео. Монтирование видео. Презентация машины Голдберга фокус-группе.	Кот не хотел бежать за мячом, так как боялся громких звуков падающих предметов.	Кота было решено вмонтировать в видео отдельно. Фокус-группа одобрила собранную машину Голдберга.
13.06.20	Создать вики-страницу проекта	Отсутствие знаний о создании вики-страниц	Результатом является данная страница

Расчеты элементов проекта

2 семестр

• Расчет силы натяжения нити в статичной системе.

В данной задаче рассматривается момент времени после передачи импульса шарика цилиндрическому телу, когда момент силы тяжести шарика, действующий на стержень, наибольший

Задача 1

• Расчет минимальной силы необходимой для удержания шарика в равновесии.

Задача 2

• Расчет углового ускорения точки на поверхности цилиндрического тела.

Задача 3

• Расчет силы необходимой для вывода книги из положения равновесия.

Задача 4

• Расчет минимальной массы книги необходимой для изменения положения рычага

Задача 5

• Расчет скорости шарика в последний момент прохождения наклонной плоскости

Задача 6

• Расчет дальности и времени полета мячика, вылетевшего с доски

Задача 7

3 семестр

Персидский А.О.

• Расчет скорости шарика в момент удара

Задача 1

• Расчет силы удара книги

Задача 2

• Расчет скорости шарика в последний момент прохождения наклонной плоскости

Задача 3

• Расчет ускорения мячика, катящегося по горизонтальной поверхности

Задача 4

Литвиненко И.А.

• Расчет скорости шара на нитке и банки в момент удара

Задача 1

• Расчет силы, действующей на книгу

Задача 2

• Расчет скорости шарика на наклонной плоскости

Задача 3

• Расчет расстояния, на которое откатится шарик

Задача 4

Результаты по проекту

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: кидает мячик коту. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы.

Видео запуска машины Голдберга.

Видео Машины Голдберга

Схема машины Голдберга.

Схема машины Голберга

Литература и ссылки

1. Машина Голдберга
2. Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
3. Краткая теория по теоретической механике
4. Что такое машина Голдберга?