Участник:MashinaG — различия между версиями
(→Проектная команда) |
MashinaG (обсуждение | вклад) (→Расчеты элементов проекта) |
||
(не показано 27 промежуточных версий 5 участников) | |||
Строка 6: | Строка 6: | ||
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. | 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=== | ===Цель проекта=== | ||
− | Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих | + | Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к созданию бутерброда с сыром |
+ | |||
===Задачи проекта=== | ===Задачи проекта=== | ||
# Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга | # Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга | ||
Строка 24: | Строка 25: | ||
* Башаро Егор | * Башаро Егор | ||
* Гончар Виталий | * Гончар Виталий | ||
− | |||
* Красников Вячеслав | * Красников Вячеслав | ||
− | |||
* Макеев Всеволод | * Макеев Всеволод | ||
* Новикова Валентина | * Новикова Валентина | ||
Строка 39: | Строка 38: | ||
===Действия, выполняемые машиной Голдберга=== | ===Действия, выполняемые машиной Голдберга=== | ||
[[File:Sketch of the Goldberg's machine.png|thumb|Схема устройства машины Голдберга, запускающей видео на ноутбуке]] | [[File:Sketch of the Goldberg's machine.png|thumb|Схема устройства машины Голдберга, запускающей видео на ноутбуке]] | ||
− | # | + | # Математический маятник сбивает домино-1. |
− | + | # Домино-1 сбивает последующие домино, создавая цепную реакцию. | |
− | # | + | # Последнее домино-2 падает и роняет подставку-1. |
− | # | + | # В отсутствии подставки мяч-1 катится по наклонной плоскости. |
− | # | + | # Шар-1 сбивает стаканчики. |
− | # | + | # Привязанная тонкой нерастяжимой нитью поставка-2 падает. |
− | # | + | # В отсутствии подставки-2 шар-2 катится по наклонной плоскости. |
− | # | + | # Мяч-2 сбивает домино-3. |
− | + | # Домино-3 падает и сбивает полый цилиндр без оснований. | |
− | + | # Цилиндр катится по наклонной плоскости и сбивает бутылку. | |
− | # | + | # Бутылка сбивает подставку-3, прикрепленную на невесомую нерастяжимую нить-2. |
− | # | + | # Шар-3 в отсутствии опоры катится по наклонной плоскости. |
− | # | + | # Шар-3 сбивает кусок хлеба. |
− | # | ||
− | # | ||
− | # | ||
===Материалы и предметы для создания проекта=== | ===Материалы и предметы для создания проекта=== | ||
− | * | + | * мячики |
− | * | + | * фанера |
− | * | + | * клей |
− | * | + | * скотч |
− | * | + | * нитки |
− | * | + | * бутылка |
− | * | + | * картон |
− | * | + | * стаканчики пластиковые |
− | * | + | * пенопласт |
− | * | + | * губка посудомоечная |
− | * | + | * хлеб |
− | + | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
===Инструменты для создания проекта=== | ===Инструменты для создания проекта=== | ||
* ЧПУ лазерный станок DFKit | * ЧПУ лазерный станок DFKit | ||
− | |||
* Электроинструмент | * Электроинструмент | ||
* Ручной инструмент | * Ручной инструмент | ||
Строка 87: | Строка 78: | ||
|'''Что сделано к сроку''' | |'''Что сделано к сроку''' | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 12.02.19 |
| Определить последовательность действий машины Голдберга | | Определить последовательность действий машины Голдберга | ||
| Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам. | | Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам. | ||
| Определена основная последовательность. | | Определена основная последовательность. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 26.02.19 |
| Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга | | Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга | ||
− | |||
| Определена последовательность, сделан набросок действий. | | Определена последовательность, сделан набросок действий. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 12.03.19 |
| Найти материалы для проекта | | Найти материалы для проекта | ||
− | | Материалы было решено искать среди остатков от производства. Взяли все, что не жалко. | + | | Материалы было решено искать среди остатков от производства. Взяли все, что не жалко. Некоторые материалы купили в строительных магазинах. |
| Необходимые материалы были найдены. | | Необходимые материалы были найдены. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 26.03.19 |
| Найти предметы и инструменты для проекта | | Найти предметы и инструменты для проекта | ||
− | | | + | | В ФабЛабе есть все необходимые инструменты: ЧПУ лазерный станок DFKit, 3D принтер DFKit и т.д. |
| Было найдено все необходимое. | | Было найдено все необходимое. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 09.04.19 |
| Разбор этапов для расчетов | | Разбор этапов для расчетов | ||
| Сложности в определении задачи в целом | | Сложности в определении задачи в целом | ||
| Начали решать проблему с расчетами. | | Начали решать проблему с расчетами. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 23.04.19 |
| Начало расчетов | | Начало расчетов | ||
| Возникли проблемы с решением задач. | | Возникли проблемы с решением задач. | ||
| Определились до конца с расчетами. Разделили задания по группам. | | Определились до конца с расчетами. Разделили задания по группам. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 07.05.19 |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
| Закончить расчеты | | Закончить расчеты | ||
| Сложности в подведении итогов расчетов | | Сложности в подведении итогов расчетов | ||
| Решили все задачи, выполнили все расчеты. | | Решили все задачи, выполнили все расчеты. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 10.05.19 |
| Создать схему | | Создать схему | ||
| Понять, как лучше распределить этапы | | Понять, как лучше распределить этапы | ||
− | |||
|- | |- | ||
− | | | + | | 14.05.19 |
| Сделать рычаги, лестницы, домино, качающийся маятник | | Сделать рычаги, лестницы, домино, качающийся маятник | ||
− | |||
| Разделили работу по группам. Изучили, как работать с лазерным станком и 3D принтером, сделали с их помощью необходимые части проекта. Было сделано всё, что планировалось. | | Разделили работу по группам. Изучили, как работать с лазерным станком и 3D принтером, сделали с их помощью необходимые части проекта. Было сделано всё, что планировалось. | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 21.05.19 |
− | | | + | | Сделать пробные запуски. |
− | + | | Попытались несколько раз запустить машину. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках. | |
− | | Попытались несколько раз запустить машину. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках | ||
|- | |- | ||
− | | | + | | 22.05.19 |
| Монтирование видео. Презентация машины Голдберга | | Монтирование видео. Презентация машины Голдберга | ||
− | | Первая попытка запуска оказалась не совсем удачной, потому что | + | | Первая попытка запуска оказалась не совсем удачной, потому что слетел теннисный мячик с горки. |
− | |||
|- | |- | ||
− | | | + | | 28.05.19 |
| Создать вики-страницу проекта | | Создать вики-страницу проекта | ||
| Отсутствие знаний о создании вики-страниц | | Отсутствие знаний о создании вики-страниц | ||
| Результатом является данная страница | | Результатом является данная страница | ||
|} | |} | ||
− | |||
− | |||
==Расчеты элементов проекта== | ==Расчеты элементов проекта== | ||
− | *Расчет расстояния и угла, на который необходимо отклонить маятник, чтобы он сбил домино | + | *Расчет расстояния и угла, на который необходимо отклонить маятник, чтобы он сбил домино(Надежда Новикова) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчет_расстояния_и_угла,_на_который_необходимо_отклонить_маятник,_чтобы_он_сбил_домино.png]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | + | <br><math>r_1=0,04м </math> | |
− | + | <br><math>l=0,15м</math> | |
− | |||
− | |||
− | + | <br><math>Найти:α,r</math> | |
− | : | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | : | + | <br><math>Решение:</math> |
− | + | <br><math>r_1=lsinα_1</math> | |
+ | <br><math>α_1=arcsin(r_1/l)</math> | ||
+ | <br><math>α=3α_1=3 arcsin〖(r_1/l)〗</math> | ||
+ | <br><math>r=l(sin)_α=lsin(3 arcsin(r_1/l) )=0,15sin(3 arcsin(0,04/0,15) )=0,15sin(3*15,466)=0,1086м</math> | ||
+ | <br><math>α=3 arcsin(0,02/0,07)=46,4°</math> | ||
+ | <br><math>Ответ: r=0,1086м; α=46,4°</math> | ||
</div> | </div> | ||
Строка 185: | Строка 157: | ||
− | * | + | *Расчёт минимального угла наклона плоскости, при котором мяч-1 сможет катиться (Алика Сигунова) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_минимального_угла_наклона_плоскости,_при_котором_мяч-1_сможет_катиться.png ]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | + | <br><math>m=0,0585кг</math> | |
− | + | <br><math>l=0,2м</math> | |
− | + | <br><math>g=10м/с^2</math> | |
+ | <br><math>V_0=0м/с</math> | ||
+ | <br><math>V=1,71м/с</math> | ||
− | : | + | <br><math>Найти: α</math> |
− | + | ||
− | + | <br><math>Решение:</math> | |
− | + | <br><math>Из закона сохранения энергии:</math> | |
− | + | <br><math>E_(k*1)+E_(n*1)=E_(k*2)+E_(n*2)</math> | |
− | + | <br><math>E_k1=0; E_n2=0</math> | |
− | + | <br><math>E_n1=E_k2</math> | |
− | + | <br><math>E_n=mgh</math> | |
− | + | <br><math>E_k=(mv^2)/2</math> | |
− | + | <br><math>mgh=(mv^2)/2</math> | |
− | + | <br><math>h=v^2/2g</math> | |
− | + | <br><math>h=〖1,71〗^2/20=0,146м</math> | |
− | : | + | <br><math>α=arcsin(h/l)</math> |
+ | <br><math>α=arcsin(0,146/0,2)≈47°</math> | ||
+ | <br><math>Ответ: α≈47°</math> | ||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 215: | Строка 189: | ||
− | * | + | *Расчёт скорости, с которой должен катиться мяч-1, чтобы сбить стаканчики (Егор Башаро) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_минимального_угла_наклона_плоскости,_при_котором_мяч-1_сможет_катиться.png ]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | |||
− | |||
− | : | ||
− | |||
− | ::<math> | + | <br><math>m_мяча=0,0585кг</math> |
+ | <br><math>m_(стак.)=0,01кг</math> | ||
+ | <br><math>t=1c</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Найти: v</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Решение: </math> | ||
+ | <br><math>p=F_взаим∙t</math> | ||
+ | <br><math>F_взаим>F_(т.ст.)=m_ст*g=0,01*10=0,1H</math> | ||
+ | <br><math>p_мяча=m_мяча*v</math> | ||
+ | <br><math>v=P_м/m_м </math> | ||
+ | <br><math>p_м=p=F_(т.стак)*dt</math> | ||
+ | <br><math>v=(F_(т.ст)*dt)/m_мяча =(0,1 *1)/0,0585=1,71 м/с</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Ответ: v=1,71 м/с</math> | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 243: | Строка 217: | ||
− | * | + | *Расчёт расстояния, который должен пройти мяч-2, чтобы скатиться с наклонной плоскости со скоростью v=0,069 м/с (Вячеслав Красников) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_минимального_угла_наклона_плоскости,_при_котором_мяч-1_сможет_катиться.png]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | : | ||
− | |||
− | |||
− | ::<math> | + | <br><math>v_0=0 м/с</math> |
+ | <br><math>α=10°</math> | ||
+ | <br><math>v=0,069 м/с</math> | ||
+ | <br><math>μ=0,16</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Найти: S</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Решение: </math> | ||
+ | <br><math>N+mg+μN=ma</math> | ||
+ | <br><math>mgsinα-μmgcosα=m v^2/2S</math> | ||
+ | <br><math>g(sinα-μcosα)=v^2/2S</math> | ||
+ | <br><math>S=v^2/(2g(sinα-μcosα))</math> | ||
+ | <br><math>S=((0,069)^2)/(2*10(0,17-0,16*0,98))=0,07м</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Ответ: S=0,07м</math> | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 269: | Строка 245: | ||
− | * | + | *Расчёт скорости, при которой мяч-2, брошенный под углом α=10°, пролетит 3см за 0,44с (Кирилл Тихомиров) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | : | + | [[File:Расчёт_скорости.png ]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
+ | <br><math>α=10°</math> | ||
+ | <br><math>x=0,03 м </math> | ||
+ | <br><math>t=0,44с</math> | ||
+ | <br><math>Найти: v_0</math> | ||
+ | <br><math>Решение: </math> | ||
+ | <br><math>x=v_0 cosα*t</math> | ||
+ | <br><math>v_0=x/(t*cosα)</math> | ||
+ | <br><math>v_0=0,03/(0,44*0,08)=0,069 м/с</math> | ||
− | + | <br><math>Ответ: v_0=0,069 м/с</math> | |
− | |||
− | |||
− | < | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 311: | Строка 271: | ||
− | * | + | *Расчет импульса, который необходимо передать домино-3, чтобы оно упало(Анастасия Ханычкова) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_скорости,_с_которой_должен_катиться_мяч-1,_чтобы_сбить_стаканчики.png ]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | : | ||
− | |||
− | |||
− | + | <br><math>m_мяча=0,0585 кг</math> | |
− | + | <br><math>t=1c</math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>Найти: p</math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>Решение:</math> | |
− | + | <br><math>p=F_взаим*t</math> | |
− | + | <br><math>F_взаим>F_домино=m_домино∙g</math> | |
− | + | <br><math>p_необ≥F_домино*dt </math> | |
− | + | <br><math>p_необ≥0,0585 кг*м/с </math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>Ответ: p_необ=0,0585 кг*м/с </math> | |
− | : | ||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 341: | Строка 295: | ||
− | *Расчет импульса, который | + | |
+ | |||
+ | *Расчет импульса, который домино-3 передает цилиндру при столкновении(Алёна Федотова) | ||
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_скорости,_с_которой_должен_катиться_мяч-1,_чтобы_сбить_стаканчики.png]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | : | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | + | <br><math>r=4,2см=0,042м</math> | |
+ | <br><math>m_ц=0,11кг</math> | ||
+ | <br><math>l=8см=0,08м</math> | ||
+ | <br><math>p_домино=0,0585 кг*м/с </math> | ||
− | : | + | <br><math>Найти: p_цилиндра</math> |
− | + | ||
− | + | <br><math>Решение:</math> | |
− | + | <br><math>sinα=r/l</math> | |
− | + | <br><math>W_п1=m_д g l/2</math> | |
− | + | <br><math>W_k1=p^2/(2m_д )</math> | |
− | + | <br><math>W_п2=m_д gh</math> | |
− | + | <br><math>h=l/2*sinα=l/2*r/l=r/2</math> | |
+ | <br><math>W_k2=(p_ц^2)/(2m_ц )=W_п1+W_k1-W_п2</math> | ||
+ | <br><math>(p_цил^2)/(2m_ц )=m_д g l/2+(p_д^2)/(2m_д )-m_д g r/2</math> | ||
+ | <br><math>p_цил=2m_ц*m_д g l/2+(P_д^2 m_д)/m_д -2m_ц m_д g r/2</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Ответ: p_цил=0,065 кг*м/с </math> | ||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 369: | Строка 327: | ||
− | * | + | |
+ | |||
+ | |||
+ | *Расчёт импульса, который необходимо передать бутылке, чтобы она упала(Александра Асатиани) | ||
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_импульса,_который_необходимо_передать_бутылке,_чтобы_она_упала.png]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | + | <br><math>m_ц=0,11 кг</math> | |
− | + | <br><math>m_б=0,013 кг</math> | |
+ | мt=1,5 c</math> | ||
− | < | + | <br><math>Найти: p</math> |
− | </ | ||
+ | <br><math>Решение:</math> | ||
+ | <br><math>p=F_вз∙t</math> | ||
+ | мF_вз>F_(т.б)=m_б g=0,13H</math> | ||
+ | <br><math>p_цил=p=F_(т.б)*dt=0,065 кг*м/с </math> | ||
− | + | <br><math>Ответ: p=0,065 кг*м/с </math> | |
− | < | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 411: | Строка 356: | ||
− | + | ||
− | * | + | *Найти длину наклонной плоскости, по которой катится цилиндр, чтобы он приобрёл скорость, необходимую для сбивания бутылки(Виталий Гончар) |
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Найти_длину_наклонной_плоскости,_по_которой_катится_цилиндр,_чтобы_он_приобрёл_скорость,_необходимую_для_сбивания_бутылки.png]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>α=30°</math> | |
+ | <br><math>m_ц=0,11 кг</math> | ||
+ | <br><math>m_б=0,013кг</math> | ||
+ | <br><math>p_ц=0,065 кг*м/с </math> | ||
+ | <br><math>p_0=0,036 кг*м/с </math> | ||
− | + | <br><math>Найти: S</math> | |
− | + | <br><math>Решение:</math> | |
− | + | <br><math>По ЗСЭ:</math> | |
− | + | <br><math>m_ц gh+(p_0^2)/(2m_ц )=(p_ц^2)/(2m_б )</math> | |
− | + | <br><math>h=Ssinα</math> | |
− | + | <br><math>m_ц gSsinα+(p_0^2)/(2m_ц )=p_ц/(2m_б )</math> | |
− | + | <br><math>S=(p_ц^2 m_ц-p_0^2 m_б)/(2m_б m_ц^2 gsinα)=0,29м</math> | |
+ | |||
+ | <br><math>Ответ: S=0,29 м</math> | ||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 436: | Строка 385: | ||
− | * | + | |
+ | |||
+ | *Рассчитать расстояние, которые пройдет цилиндр до бутылки (от наклонной плоскости)(Валентина Озерова) | ||
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Рассчитать_расстояние,_которые_пройдет_цилиндр_до_бутылки_(от_наклонной_плоскости).png ]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>α=30°</math> | |
− | + | <br><math>P_0=0,065 кг*м/с </math> | |
+ | <br><math>P_б=0,036 кг*м/с </math> | ||
+ | <br><math>h= 0,145 м</math> | ||
+ | <br><math>l=0,29 м</math> | ||
+ | <br><math>m=0,11кг</math> | ||
+ | <br><math>t = 0,4 c</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Найти: S</math> | ||
+ | |||
+ | <br><math>Решение:</math> | ||
+ | <br><math>p_0=v_0 m_ц = > v_0=P_0/m_ц </math> | ||
+ | <br><math>v_2=p_б/m_ц </math> | ||
+ | <br><math>По ЗСЭ: E_n0+E_k0=E_k1</math> | ||
+ | <br><math> m_ц gh+(m_ц v_0^2)/2=(m_ц v_1^2)/2</math> | ||
+ | <br><math> 2gh+v_0^2=v_1^2</math> | ||
+ | <br><math>v_1=√(2gh+v_0^2 )=√(2gh+〖(p_0/m_ц )〗^2 )</math> | ||
+ | <br><math>|a|=|(v_2-v_1)/t|=|(p_б/m_ц -√(2gh〖(p_0/m_ц )〗^2 ))/t|; S=|(v_2^2-v_1^2)/2a|=t/2 (〖(p_б/m_ц )〗^2-2gh〖(p_0/m_ц )〗^2)/(p_б/m_ц -√(2gh+〖(p_0/m_ц )〗^2 ))</math> | ||
− | + | <br><math>Ответ: S=0,424м</math> | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 466: | Строка 419: | ||
− | * | + | |
+ | |||
+ | *Найти ускорение шара при скатывании с наклонной плоскости без скольжения(Дулма Соктоева) | ||
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Найти_ускорение_шара_при_скатывании_с_наклонной_плоскости_без_скольжения.png ]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>m=40*10^(-3) кг</math> | |
− | + | <br><math>R=1,5*10^(-2) м</math> | |
− | + | ||
+ | <br><math>Найти: a</math> | ||
− | : | + | <br><math>Решение:</math> |
+ | <br><math>При скатывании тела с наклонной плоскости его потенциальная энергия переходит в кинетическую</math> | ||
+ | <br><math>mgh=(mv^2)/2+(Jω^2)/2 (1)</math> | ||
+ | <br><math>h=lsinα – подставим в (1)</math> | ||
+ | <br><math>ω=v/R – подставим в (1)</math> | ||
+ | <br><math>mglsinα=v^2/2 (m+J/R^2 )</math> | ||
+ | <br><math>l=(at^2)/2 – подставим в (1)</math> | ||
+ | <br><math>v=at – подставим в (1)</math> | ||
+ | <br><math> mg (at^2)/2 sinα=(a^2 t^2)/2(m+J/R^2 )</math> | ||
+ | <br><math>a=(m_д sinα)/(m+J⁄R^2 )</math> | ||
+ | <br><math>J=2/5 mR^2 – момент инерции шара</math> | ||
+ | <br><math>J=2/5*40*10^(-3)*(1,5*10^(-2) )^2=2/5*40*2,25*10^(-7)=36*10^(-7) кг*м^2</math> | ||
+ | <br><math>a=(40*10^(-3)*0,5*9,8)/(40*10^(-3)+16*10^(-3) )=(196*10^(-3))/(56*10^(-3) )=3,5 м⁄с^2 </math> | ||
− | + | <br><math>Ответ: a=3,5 м⁄с^2 </math> | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
Строка 494: | Строка 453: | ||
− | * | + | |
+ | |||
+ | *Расчёт импульса, который необходимо передать куску хлеба для его дальнейшего падения(Всеволод Макеев) | ||
<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | <div class="mw-collapsible mw-collapsed"> | ||
<div class="mw-collapsible-content"> | <div class="mw-collapsible-content"> | ||
− | [[File: | + | [[File:Расчёт_импульса,_который_необходимо_передать_куску_хлеба_для_его_дальнейшего_падения.png]] |
− | + | <br><math>Дано:</math> | |
− | : | ||
− | |||
− | |||
− | + | <br><math>l=25*10^(-2)</math> | |
+ | <br><math>a=3,5 м⁄с^2 </math> | ||
− | + | <br><math>Найти: Р</math> | |
− | + | ||
− | + | <br><math>Решение:</math> | |
− | + | <br><math>l=v^2/2a=>v=√2al=√(2*3,5*25*10^(-2) )=√1,75=1,32 м⁄с</math> | |
− | + | <br><math>P=40*10^(-3)*1,32=0,0528 (кг*м)/с</math> | |
− | + | ||
− | : | + | <br><math>Ответ: Р=0,0528 кг*м/с</math> |
− | |||
− | |||
</div> | </div> | ||
</div> | </div> | ||
+ | ==Результаты по проекту== | ||
+ | Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: создает бутерброд с сыром. 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. https://www.youtube.com/watch?v=1B0-O_PYyVA | |
− | |||
− | |||
− | : | ||
− | |||
− | |||
− | :: | + | ==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 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] |
Текущая версия на 15:34, 17 июня 2019
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».
Содержание
Описание[править]
Актуальность[править]
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[править]
Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к созданию бутерброда с сыром
Задачи проекта[править]
- 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
- Смонтировать видео
- Произвести показательный запуск машины Голдберга
- Создать вики-страницу проекта
Проектная команда[править]
Группа 13151/3
- Асатиани Александра
- Башаро Егор
- Гончар Виталий
- Красников Вячеслав
- Макеев Всеволод
- Новикова Валентина
- Озерова Надежда
- Сигунова Алика
- Соктоева Дулма
- Тихомиров Кирилл
- Ханычкова Анастасия
- Федотова Алёна
Работа по проекту[править]
Действия, выполняемые машиной Голдберга[править]
- Математический маятник сбивает домино-1.
- Домино-1 сбивает последующие домино, создавая цепную реакцию.
- Последнее домино-2 падает и роняет подставку-1.
- В отсутствии подставки мяч-1 катится по наклонной плоскости.
- Шар-1 сбивает стаканчики.
- Привязанная тонкой нерастяжимой нитью поставка-2 падает.
- В отсутствии подставки-2 шар-2 катится по наклонной плоскости.
- Мяч-2 сбивает домино-3.
- Домино-3 падает и сбивает полый цилиндр без оснований.
- Цилиндр катится по наклонной плоскости и сбивает бутылку.
- Бутылка сбивает подставку-3, прикрепленную на невесомую нерастяжимую нить-2.
- Шар-3 в отсутствии опоры катится по наклонной плоскости.
- Шар-3 сбивает кусок хлеба.
Материалы и предметы для создания проекта[править]
- мячики
- фанера
- клей
- скотч
- нитки
- бутылка
- картон
- стаканчики пластиковые
- пенопласт
- губка посудомоечная
- хлеб
Инструменты для создания проекта[править]
- ЧПУ лазерный станок DFKit
- Электроинструмент
- Ручной инструмент
Этапы создания проекта[править]
Срок | Задача | Возникающие проблемы | Что сделано к сроку |
12.02.19 | Определить последовательность действий машины Голдберга | Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам. | Определена основная последовательность. |
26.02.19 | Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга | Определена последовательность, сделан набросок действий. | |
12.03.19 | Найти материалы для проекта | Материалы было решено искать среди остатков от производства. Взяли все, что не жалко. Некоторые материалы купили в строительных магазинах. | Необходимые материалы были найдены. |
26.03.19 | Найти предметы и инструменты для проекта | В ФабЛабе есть все необходимые инструменты: ЧПУ лазерный станок DFKit, 3D принтер DFKit и т.д. | Было найдено все необходимое. |
09.04.19 | Разбор этапов для расчетов | Сложности в определении задачи в целом | Начали решать проблему с расчетами. |
23.04.19 | Начало расчетов | Возникли проблемы с решением задач. | Определились до конца с расчетами. Разделили задания по группам. |
07.05.19 | Закончить расчеты | Сложности в подведении итогов расчетов | Решили все задачи, выполнили все расчеты. |
10.05.19 | Создать схему | Понять, как лучше распределить этапы | |
14.05.19 | Сделать рычаги, лестницы, домино, качающийся маятник | Разделили работу по группам. Изучили, как работать с лазерным станком и 3D принтером, сделали с их помощью необходимые части проекта. Было сделано всё, что планировалось. | |
21.05.19 | Сделать пробные запуски. | Попытались несколько раз запустить машину. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках. | |
22.05.19 | Монтирование видео. Презентация машины Голдберга | Первая попытка запуска оказалась не совсем удачной, потому что слетел теннисный мячик с горки. | |
28.05.19 | Создать вики-страницу проекта | Отсутствие знаний о создании вики-страниц | Результатом является данная страница |
Расчеты элементов проекта[править]
- Расчет расстояния и угла, на который необходимо отклонить маятник, чтобы он сбил домино(Надежда Новикова)
- Расчёт минимального угла наклона плоскости, при котором мяч-1 сможет катиться (Алика Сигунова)
- Расчёт скорости, с которой должен катиться мяч-1, чтобы сбить стаканчики (Егор Башаро)
- Расчёт расстояния, который должен пройти мяч-2, чтобы скатиться с наклонной плоскости со скоростью v=0,069 м/с (Вячеслав Красников)
- Расчёт скорости, при которой мяч-2, брошенный под углом α=10°, пролетит 3см за 0,44с (Кирилл Тихомиров)
- Расчет импульса, который необходимо передать домино-3, чтобы оно упало(Анастасия Ханычкова)
- Расчет импульса, который домино-3 передает цилиндру при столкновении(Алёна Федотова)
- Расчёт импульса, который необходимо передать бутылке, чтобы она упала(Александра Асатиани)
- Найти длину наклонной плоскости, по которой катится цилиндр, чтобы он приобрёл скорость, необходимую для сбивания бутылки(Виталий Гончар)
- Рассчитать расстояние, которые пройдет цилиндр до бутылки (от наклонной плоскости)(Валентина Озерова)
- Найти ускорение шара при скатывании с наклонной плоскости без скольжения(Дулма Соктоева)
- Расчёт импульса, который необходимо передать куску хлеба для его дальнейшего падения(Всеволод Макеев)
Результаты по проекту[править]
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: создает бутерброд с сыром. 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. https://www.youtube.com/watch?v=1B0-O_PYyVA
Литература и ссылки[править]
- Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи
- Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
- Как создать машину Руба Голдберга самому
- Краткая теория по теоретической механике
- Машина Голдберга
- Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit
- Примеры различных машин Голдберга:
75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines Marble run | Vivify cg Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум