Участник:Polina.msklnv

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

Качественное усвоение информации студентами является ключевым моментом обучения. Создание машины Голдберга позволяет не только запомнить информацию курса теоретической механики, но и применить её на практике, а также научиться использовать предметы повседневной жизни нестандартным образом. Кроме того, при создании устройства студенты используют современные программы, что повышает их уровень заинтересованности в новых технологиях.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, результатом которой будет заваривание чая для одинокого англичанина, а также теоретический расчёт некоторых шагов машины.

Задачи проекта

1. Определить последовательность шагов, из которых будет состоять машина Голдберга
2. Создать схему машины Голдберга
3. Подобрать необходимые для создания машины материалы, предметы и инструменты
4. Собрать машину Голдберга
5. Произвести пробные запуски и устранить недочеты
6. Произвести финальный запуск
7. Снять результат на видео
8. Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
9. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда

группа 3130801/00009

• Москальонова Полина Андреевна
• Мезенцева Валерия Ивановна
• Бордюг Полина Юрьевна

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Одинокий англичанин кладёт попрыгунчик на наклонную плоскость. Таким образом происходит запуск машины Голдберга.
2. Мячик под действием силы тяжести начинает движение по наклонной плоскости с ускорением.
3. Из наклонной плоскости мячик попадает в корзинку, соединённую через нитку и бутылку(неподвижный блок) с другой такой же корзинкой. Это нарушает равновесие, существовавшее между корзинками, что приводит к появлению ускорения у обеих корзинок и смещения их из положения равновесия.
4. Переместившись наверх, корзинка толкает закреплённый на наклонной плоскости попрыгунчик. Шарик скатывается под действием силы тяжести к трубке.
5. Попадая в длинную трубу, шарики летит вниз под действием силы тяжести и попадет на наклонную плоскость.
6. Под действием силы тяжести шарик скатывается по наклонной плоскости с ускорением.
7. Преодолев небольшой путь, шарик сталкивается с книгой и выводит её из положения равновесия.
8. Первая книга при падении ударяет следующую, вызывая её падение. Следующая книга действует аналогично.
9. Последняя книга при падении разрезает ножом заранее закреплённую леску, чем вызывает движение маятника.
10. Под действием силы натяжения нити, маятник движется вперёд до столкновения с пакетиком чая каркадэ.

Пакетик падает в кружку и одинокий англичанин может насладиться любимым напитком.

Материалы и предметы для создания проекта

1. Картон
2. Скотч
3. Леска
4. Бутылка
5. Попрыгунчики
6. Швабра
7. Нитки мулине
8. Бумага А4
9. Книги по физике Иродова
10. Нож
11. Стул
12. Чашка
13. Чайный пакетик

Инструменты для создания проекта

1. Ножницы
2. Шпатель
3. Фломастеры

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
03.02.2021	Обсуждение полученного задания. Размышления над концепцией проекта.	Возникновение разногласий между участниками проекта вследствие несовместимости представления финальной версии проекта.	Создание первой версии машины Голдберга и проработка основных шагов.
17.02.2021	Создать схематичное изображение будущей машины.	Возникновение споров на счёт оформления схемы и правильности выполнения. Распад команды.	Создание схемы машины Голдберга в черновом варианте.
03.03.2021	Проверка отдельных шагов на возможность осуществления в реальных условиях.	Многие шаги невозможно осуществить.	Полный пересмотр машины и редакция отдельных шагов.
17.03.2021	Подбор материалов, необходимых для создания машины.	Трудностей на данном этапе не выявлено.	Выбраны материалы для дальнейшей работы.
28.04.2021	Сбор машины Голдберга и съёмка видео.	Не все шаги сработали.	Все элементы отлажены.
12.05.2021	Завершение работы над машиной и съёмка видео.	Трудностей на этапе не возникло.	Снято видео работы машины.
14.05.2021	Cоздание чертежа в AutoCAD, выполнение задач по расчету шагов машины	Нехватка времени для выполнения задания	Выполнен чертеж, расчитана большая часть шагов
31.05.2021	Завершение работы по расчету шагов машины	Не возникло	Готовы все материалы для создания вики-страницы
13.06.2021	Оформление вики-страницы	Трудности при создание вики-страницы из-за незнания языка программирования	Приобретение необходимые знаний по оформлению вики-страницы. Создание страницы проекта.

Расчёты элементов проекта

• расчет скорости, с которой вылетит шарик с поверхности наклонной плоскости
• Расчет скорости грузов движущихся через неподвижный блок после падения мячика
• расчет конечной скорости свободно падающего шарика и время его падения
• расчет угла наклона картонки, позволяющего выдержать вес шарика
• расчет силы, опрокидывающей книгу
• расчет силы натяжения нити маятника при его отклонении от положения равновесия в начальный момент времени

Результаты по проекту

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: наливает чай одинокому англичанину. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы.

Видео запуска машины Голдберга

[1]

Литература и ссылки

1. Теоретическая механика. Терминология. Буквенные обозначения величин: Сборник рекомендуемых терминов. Вып. 102. М.: Наука, 2007. – 48с
2. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов/С.М.Тарг.-15-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2008.-415 с.
3. Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи
4. Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
5. Примеры различных машин Голдберга