Редактирование: Машина Голдберга, разбивающая яйцо

'''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 и научиться использовать оборудование для цифрового производства DFKit. В частности 3D принтер и ЧПУ лазерный станок.
===Цель проекта===
Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к разбитию яйца.
===Задачи проекта===
# Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
# Подобрать необходимые материалы, предметы и инструменты для создания проекта
# Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
# Создать схему машины Голдберга
# Сделать отдельные части проекта
# Собрать машину Голдберга
# Произвести пробные запуски и устранить недочеты
# Произвести показательный запуск машины Голдберга
# Создать вики-страницу проекта

===Проектная команда===
'''Группа 3532704/80001'''
* Васильев Артем
* Ушаков Евгений
* Смирнов Степан
* Шатц Дмитрий
* Бугаевский Кирилл
* Жариков Данила

==Работа по проекту==
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
# перерезается веревка падает желоб и по нему начинает катиться шарик
# Толкая палку вращающуюся на шарике которая приводит в действие следующий шарик 
# Шарик скатывается с горки с толкает молот разбивающий яйцо 
# Фильтр отделяет скорлупы от стального яйца

===Материалы и предметы для создания проекта===
* Шарики из подшипника
* Фанера
* Доски
* Крепежные уголки
* Гвозди
* Саморезы
* Гайки
===Инструменты для создания проекта===
* ЧПУ лазерный станок DFKit
* 3D принтер DFKit
* Ручной инструмент

===Этапы создания проекта===



* 20.09.19
* Определить последовательность действий машины Голдберга
* Каждый предлагает свои идеи..
* Определена основная последовательность.
*-
* 27.10.19
* Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга
* Определена последовательность, сделан набросок действий.
*-
* 10.10.19
* Найти материалы для проекта
* Необходимые материалы были найдены.
*-
* 17.10.19
* Найти предметы и инструменты для проекта
* С этим проблем не возникло. В ФабЛабе есть все необходимые инструменты: ЧПУ лазерный станок DFKit, 3D принтер DFKit и т.д.
* Было найдено все необходимое.
*-
* 25.10.19
*Начали делать все с самого начала из невозможности выполнить несколько этапов 
*-
* 06.11.19
* Изучили, как работать с лазерным станком и 3D принтером, сделали с их помощью необходимые части проекта. Было сделано всё, что планировалось. 
*-
* 13.11.18
*Собрать всё вместе. Сделать пробные запуски.
* Попытались несколько раз запустить машину. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках
*-
* 21.12.18
* Разбор этапов для расчетов
* Сложности в определении задачи в целом
* Начали решать проблему с расчетами.
*-
* 25.12.18
* Создать вики-страницу проекта
* Результатом является данная страница

==Расчеты элементов проекта==
*Расчет массы груза, необходимой для падения жёлоба
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Tr.png|thumb|right]]
::<math>Дано:</math>
::<math>l_{1}=0{,}09~м</math>
::<math>l_{2}=0{,}12~м</math>
::<math>m_{1}=0{,}2~кг</math>

::<math>Найти:~m_{2}</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>M_{1}<M_{2}</math>
::<math>M_{1} = l_{1}*m_{1}*g</math>
::<math>M_{2} = l_{2}*m_{2}*g</math>
::<math>l_{1}*M_{1}*g<l_{2}*M_{2}*g</math>
::<math>M_{2}>M_{1}*l_{1}/l_{2}</math>
::<math>M_{2}>0{,}2*0{,}09/0{,}12</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>m_{2} = 0{,}15 ~кг</math>

</div>
</div>


*Расчёт скорости, которой будет обладать шар после скатывания с горки
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:TT.png|thumb|right]]
::<math>Дано:</math>
::<math>M = 0{,}2~кг</math>
::<math>L = 0{,}33~м</math>
::<math>S = 0{,}24~м</math>
::<math>g = 10~м/c^2</math>

::<math>Найти:~v</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>Будем ~считать ~силу ~трения ~качения ~пренебрежительно ~малой{,} ~тогда ~по ~закону ~сохранения ~энергии:</math>
::<math>E_{п} = E_{к}</math>
::<math>E_{п} = M*g*h</math>
::<math>E_{к} = M*v^2/2</math>
::<math>H = \sqrt {L^2-S^2}</math>
::<math>H = \sqrt {0{,}33^2-0{,}24^2} = 0{,}05~м</math>
::<math>M*g*H = M*v^2/2</math>
::<math>v = \sqrt {2*g*h}</math>
::<math>v = \sqrt {2*10*0{,}05} = 1~м/c</math>


::<math>Ответ:</math>
::<math>v = 1~м/c</math>

</div>
</div>


*Расчет силы, с которой маятник ударит по яйцу
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Ls.png|thumb|right]]
::<math>Дано:</math>
::<math>M = 0{,}2~кг</math>
::<math>t = 0{,}1~c</math>
::<math>R = 0{,}16~м</math>
::<math>g = 10~м/с^2</math>

::<math>Найти:~F</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>F = dp/dt</math>
::<math>dp = M*v</math>
::<math>dt = t</math>
::<math>По ~закону ~сохранения ~энергии:</math>
::<math>2*M*g*R = M*v^2/2</math>
::<math>v = 2*\sqrt {g*R}</math>
::<math>F = 2*M* \sqrt {g*R}/t</math>
::<math>F = 2*0{,}2* \sqrt {10*0{,}16}/0{,}1 = 5{,}1 ~Н</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>F = 5{,}1 ~Н</math>

</div>
</div>

==Результаты по проекту==
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: нажимает на кнопку для запуска видео. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Вычисления немного подвели: пришлось исправлять высоту и длину некоторых конструкций. Возможно, если потестировать побольше, выявились бы еще несовершенства.

Видео запуска машины Голдберга.

{{#widget:YouTube|id=r458ChIu5SA}}

{{#widget:YouTube|id=omworERfY9k}}

==Литература и ссылки==
# [https://dzhmao.ru/info/instruktsiya-po-okazaniyu-pervoy-dovrachebnoy-pomoshchi-.php Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи]
# [https://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions/166/146184/ Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом]
# [https://ru.wikihow.com/%D1%81%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D1%83-%D0%A0%D1%83%D0%B1%D0%B0-%D0%93%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0-%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BC%D1%83 Как создать машину Руба Голдберга самому]
# [http://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria Краткая теория по теоретической механике]
# [https://ru.wikipedia.org/wiki/Машина_Голдберга Машина Голдберга]
# [http://dfkit.ru Методическое пособие по использованию 3D принтера DFKit]
# [http://dfkit.ru Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit]
# Примеры различных машин Голдберга:
     [https://www.youtube.com/watch?v=6FzUx2EFk8s 75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos]
     [https://www.youtube.com/watch?v=UFSn8IwgQfw The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines]
     [https://www.youtube.com/watch?v=Di352crQeMA Marble run | Vivify cg]
     [https://www.youtube.com/watch?v=0tRaSUwh5gM Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум]