Машина Голдберга "Бильярд" — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
м (→‎Схема)
 
(не показана 71 промежуточная версия этого же участника)
Строка 1: Строка 1:
 
'''Машина Голдберга''' — это устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий по принципу «домино».
 
'''Машина Голдберга''' — это устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий по принципу «домино».
−
== Описание проекта ==
+
 
−
=== Создатель ===
+
{| class="wikitable"
−
Игратов Максим Сергеевич, гр. 3150801/90003
+
|-
 +
| '''Создатель:''' || Игнатов Максим Сергеевич
 +
|-
 +
| '''Группа:''' || 3150801/90003
 +
|-
 +
| '''Учебный год:''' || 2-ое полугодие 2020 г.
 +
|-
 +
|}
 +
 
 +
== Введение ==
 
=== Актуальность ===  
 
=== Актуальность ===  
−
Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0 теоретической механики]и научиться нестандартно использовать подручные материалы.
+
Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0 теоретической механики].
 +
 
 
=== Конечный результат ===
 
=== Конечный результат ===
−
Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к наливаю жидкости в кружку.
+
Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к закатыванию бильярдного шара в лузу.
−
== Проведённая работа ==  
+
 
 +
== Описание ==  
 
=== Действия, выполняемые машиной Голдберга ===
 
=== Действия, выполняемые машиной Голдберга ===
−
# Шар №1 толкает Домино, а тем самым приводят в движение Шар №2 [[File:Спуск.png|thumb|200px|Расчет конечной скорости объекта]]
+
# Шар №1 толкает Домино, а тем самым приводят в движение Шар №2  
−
# Шар №2 скатывается с наклонной поверхности и толкает  [[File:Спуск.png|thumb|500px|Расчет конечной скорости объекта]]
+
# Шар №2 скатывается с наклонной поверхности и выводит из равновесия рычаг (1)
−
=== Материалы и предметы для создания проекта ===
+
# Шар №3 падает с некоторой высоты, а затем скатывается с наклонной поверхности, и падает на рычаг (2). К рычагу (2) привязана верёвка с заслонкой
−
...
+
# В момент, когда поднимается заслонка Шар №4 падает в лузу
−
=== Характеристики используемых материалов ===   
+
=== Список необходимых материалов ===  
−
...
+
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
! Материал !! Количество
 +
|-
 +
| Веревка || 2x
 +
|-
 +
| ДВП || 8x
 +
|-
 +
| Дерево || 3x
 +
|-
 +
| Подшипник || 2x
 +
|-
 +
| Рычаг || 2x
 +
|-
 +
| Фанера  || 10x
 +
|-
 +
| Шар упругий  || 4x
 +
|-
 +
|}
  
 
== Этапы создания проекта ==  
 
== Этапы создания проекта ==  
 +
В этом проекте был разработан перечень задач, с которыми требуется поработать.
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
! Номер !! Задача !! Возникающие проблемы !! Что сделано  
+
! № !! Задача !! Что сделано  
 
|-
 
|-
 
| style="text-align:center" | '''1'''  
 
| style="text-align:center" | '''1'''  
 
| Определить последовательность действий машины Голдберга
 
| Определить последовательность действий машины Голдберга
−
| Анализ идей, их отбор.
+
| Определена основная последовательность
−
| Определена основная последовательность.
 
 
|-
 
|-
 
| style="text-align:center" | '''2'''
 
| style="text-align:center" | '''2'''
−
| Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга
+
| Провести необходимые расчеты
−
| Для некоторых действий не было материалов или площадки.
+
| Все расчеты были произведены
−
| Переработана последовательность, установлен окончательный порядок действий.
 
 
|-
 
|-
 
| style="text-align:center" | '''3'''
 
| style="text-align:center" | '''3'''
−
| Разбор этапов для расчетов
+
| Создать схему ||
−
| Сложности в составлении задач.
+
*Схемотично отобразить всю машину Голдберга
−
| Начал решать проблему с расчетами.
+
*Для каждой отдельной задачи изобразить физические параметры
 +
|-
 +
| style="text-align:center" | '''3'''
 +
| Создание видео
 +
| Машину удалось успешно запустить
 
|-
 
|-
 
| style="text-align:center" | '''4'''
 
| style="text-align:center" | '''4'''
−
| Начало расчетов
 
−
| Возникли проблемы с решением задач.
 
−
| Определился до конца с расчетами.
 
−
|-
 
−
| style="text-align:center" | '''5'''
 
−
| Продолжение расчетов
 
−
| Трудности с пониманием того, какие законы необходимо применять.
 
−
| Выполнил часть расчетов.
 
−
|-
 
−
| style="text-align:center" | '''6'''
 
−
| Закончить расчеты
 
−
| Сложности в определении итоговых расчетов.
 
−
| Решил все задачи, выполнил все расчеты.
 
−
|-
 
−
| style="text-align:center" | '''7'''
 
−
| Создать схему
 
−
| Понять, как правильно отобразить предметы на схеме.
 
−
| Принято решение, отображать все схематично.
 
−
|-
 
−
| style="text-align:center" | '''8'''
 
−
| Создание видео. Презентация машины Голдберга
 
−
|
 
−
| Более точная установка деталей на места помогла решить проблему. Машину удалось успешно запустить и заснять.
 
−
|-
 
−
| style="text-align:center" | '''9'''
 
 
| Создать вики-страницу проекта
 
| Создать вики-страницу проекта
−
|  
+
| Оформление страницы на сайте кафедры "Теоретическая механика" СПбПУ
−
| Результатом является данная страница
 
 
|}
 
|}
−
==Расчеты элементов проекта==
 
−
*Расчет расстояния и угла, на который необходимо отклонить маятник, чтобы он придал игрушечному трактору такой импульс, что его хватило бы до проезда трактора до конца платформы.
 
−
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
−
<div class="mw-collapsible-content">
 
−
[[File:Расчет угла маятника.png|thumb|250px|Расчет угла, на который надо отклонить маятник]]
 
  
−
</div>
+
==Схема и расчеты==
−
</div>
+
=== Схема ===
 +
*[https://drive.google.com/file/d/1tEwaL3A_ucWZSVJlV71G7_Pw_2-yJIwr/view?usp=sharing Общая схема машины Голдберга]
 +
Схема в себя включает: <br /> 1. легенду используемых материалов <br /> 2. нумерацию этапов
  
 +
=== Расчеты ===
 +
''Задача 1''.
 +
*[https://drive.google.com/file/d/1GaQT5N1EqBmlDz0zm_mvAM1sDoNHPu7m/view?usp=sharing Расчет необходимой силы, чтобы сбить домино]
  
−
*Расчет начальной скорости рулона туалетной бумаги и длины плеч рычага.
+
''Задача 2''.  
−
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
+
*[https://drive.google.com/file/d/1BY0u9PsObU29kYrw10UeYj25BDPz0ZEh/view?usp=sharing Расчет ускорения при спуске и конечной скорости]
−
<div class="mw-collapsible-content">
 
−
[[File:Рычаг.png|thumb|300px|Расчет начальной скорости объекта и плеч рычага.]]
 
  
−
</div>
+
''Задача 3''.
−
</div>
+
*[https://drive.google.com/file/d/1BAcu_dyC6Me1CfCsUtRcSzh-PlzuT_sF/view?usp=sharing Расчет свободного падения шара]
  
 +
''Задача 4''.
 +
*[https://drive.google.com/file/d/1TGU3TwISMLeYyR7E0dmaXduIcXs0WZhk/view?usp=sharing Расчет силу реакции опоры шарика на наклонную плоскость]
  
−
*Расчет конечной скорости рулона туалетной бумаги после спуска с горки
+
''Задача 5''.
−
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
+
*[https://drive.google.com/file/d/1oaV7SZUIMtcGJX_xmthYTE_m4RV1xdGt/view?usp=sharing Расчет траектории падения шара]
−
<div class="mw-collapsible-content">
+
----
−
[[File:Спуск.png|thumb|200px|Расчет конечной скорости объекта]]
+
Схематичные рисунки были сделаны в программном обеспечении: [https://ru.wikipedia.org/wiki/AutoCAD AutoCAD]
  
−
</div>
+
==Результат==
−
</div>
+
*[https://drive.google.com/file/d/1M5kmFO1boP-G9CWuV1-vYGMlLNEATsm_/view?usp=sharing Видео запуска машины Голдберга.]
  
 +
Моделирование механизмов было произведено с помощью специального программного обеспечения: [https://en.wikipedia.org/wiki/Algodoo Аlgodoo].
  
−
*Расчет начальной и конечной скорости домино, исходя из скорости столкнувшего их объекта
+
== Литература ==
−
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
+
*''Суслов Г.К. Теоретическая механика. 1946 г.''
−
<div class="mw-collapsible-content">
+
*''Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. 1986 г.''
−
[[File:Домино из книг.png|thumb|300px|Расчет начальной и конечной скорости домино]]
 
  
−
</div>
 
−
</div>
 
−
 
−
 
−
*Расчет скорости иглы, протыкающей шарик
 
−
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
−
<div class="mw-collapsible-content">
 
−
[[File:Игла.png|thumb|300px|Расчет скорости иглы]]
 
−
 
−
</div>
 
−
</div>
 
−
==Результат==
 
−
Видео запуска машины Голдберга.
 
−
{{#widget:YouTube|id=}}
 
−
== Литература ==
 
 
== Ссылки ==
 
== Ссылки ==
 
*[https://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria Краткая теория по теоретической механике]
 
*[https://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria Краткая теория по теоретической механике]
 
*[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0_%D0%93%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0 Wikipedia: Машина Голдберга]
 
*[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0_%D0%93%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0 Wikipedia: Машина Голдберга]
−
 
−
== См. также ==
 
−
 
−
[[Машина Голдберга]]
 
  
 
[[Category: Студенческие проекты]]
 
[[Category: Студенческие проекты]]

Текущая версия на 18:12, 22 июня 2020

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

Создатель: Игнатов Максим Сергеевич
Группа: 3150801/90003
Учебный год: 2-ое полугодие 2020 г.

Введение[править]

Актуальность[править]

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

Конечный результат[править]

Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к закатыванию бильярдного шара в лузу.

Описание[править]

Действия, выполняемые машиной Голдберга[править]

  1. Шар №1 толкает Домино, а тем самым приводят в движение Шар №2
  2. Шар №2 скатывается с наклонной поверхности и выводит из равновесия рычаг (1)
  3. Шар №3 падает с некоторой высоты, а затем скатывается с наклонной поверхности, и падает на рычаг (2). К рычагу (2) привязана верёвка с заслонкой
  4. В момент, когда поднимается заслонка Шар №4 падает в лузу

Список необходимых материалов[править]

Материал Количество
Веревка 2x
ДВП 8x
Дерево 3x
Подшипник 2x
Рычаг 2x
Фанера 10x
Шар упругий 4x

Этапы создания проекта[править]

В этом проекте был разработан перечень задач, с которыми требуется поработать.

№ Задача Что сделано
1 Определить последовательность действий машины Голдберга Определена основная последовательность
2 Провести необходимые расчеты Все расчеты были произведены
3 Создать схему
  • Схемотично отобразить всю машину Голдберга
  • Для каждой отдельной задачи изобразить физические параметры
3 Создание видео Машину удалось успешно запустить
4 Создать вики-страницу проекта Оформление страницы на сайте кафедры "Теоретическая механика" СПбПУ

Схема и расчеты[править]

Схема[править]

Схема в себя включает: 
 1. легенду используемых материалов 
 2. нумерацию этапов

Расчеты[править]

Задача 1.

Задача 2.

Задача 3.

Задача 4.

Задача 5.

Схематичные рисунки были сделаны в программном обеспечении: AutoCAD

Результат[править]

Моделирование механизмов было произведено с помощью специального программного обеспечения: Аlgodoo.

Литература[править]

  • Суслов Г.К. Теоретическая механика. 1946 г.
  • Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. 1986 г.

Ссылки[править]

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Машина_Голдберга_%22Бильярд%22&oldid=56927»