Участник:90009 ICE — различия между версиями

Версия 23:19, 10 июня 2020

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». По принципу работы Машины Голдберга мы собираем установку "Будильник Голдберга".

Описание

Актуальность

Актуальность данного проекта заключается в том, что в процессе создания машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться пользоваться оборудованием и инструментами, а также нестандартно использовать подручные материалы.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, результатом которой будет пробуждение не реагирующего на звук будильника условного человека, и теоретический расчет некоторых её шагов машины(элементы).

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 машины с целью отладки её шагов
6. Произвести финальный запуск
7. Снять результат на видео
8. Замерить необходимые параметры
9. Рассчитать шаги машины
10. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда

Группа 3130801/90009

• Кашин Глеб Игоревич
• Жукова Анастасия Алексеевна
• Свиридова Софья Ярославовна
• Поздяков Игорь Владимирович
• Кушнёва Елизавета Сергеевна

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

Схема устройства машины Голдберга

1. Вибрация телефона, на котором выставлено время пробуждения студента (будильник), заставляет три шарика упасть в желоб. Это запускает нашу машину.
2. Три шарика под действием силы тяжести скатываются по двум наклонным желобам.
3. Из наклонного желоба шарики попадают в корзинку, закреплённую на одной из сторон рычага, что вызывает смещение центра тяжести и перемещение другой стороны рычага наверх.
4. Переместившись наверх, конец рычага толкает укреплённый на наклонной плоскости шарик. Шарик скатывается под действием силы тяжести.
5. Шарик падает на рычаг, прикреплённый к чаше весов, что вызывает перевес в сторону данной чаши и соответственно подъем другой.
6. Чаша весов соединена с основанием первой домино. Подъем чаши запускает падение домино.
7. Крайняя домино толкает вертикально закрепленный шарнирный элемент. На конце этого элемента находится игла. Под действием сил инерции и силы тяжести шарнирный элемент совершает полуоборот. Игла протыкает наполненный водой шарик.
8. Под шариком находится ведро, наполовину заполненное водой. На поверхности воды находится полузатопленный стакан. Разрыв шарика приводит к тому, что вода из него затапливает стакан.
9. К стакану прикреплена нитка, соединяющая стакан и «шторку» через неподвижный блок. Затопление стакана вызывает подъем «шторку».
10. «Шторка» удерживает шарик в начале трамплина, её отрыв позволяет шарику скатиться по трамплину.
11. После преодоления трамплина шарик ударяет лёгкий «молоток», закреплённый на шарнире.
12. Молоток под действием сил инерции выходит из равновесия и толкает стоящую перед ним машинку с закреплённой на ней свечке.
13. Пройдя определённый путь останавливается у препятствия, а зажжённая свеча пережигает нить.
14. Нить удерживает рычаг через несколько неподвижных блоков. После того как нить перегорает, более длинное плечо рычага, с закреплённой на нём надутой перчатке, падает. Перчатка ударяет мирно спящего студента, тем самым вызывая его пробуждение.

Материалы и предметы для создания проекта

1. Листы ДСП
2. Картон
3. Стеклянные шарики
4. Резиновый шарик
5. Скотч
6. Игла
7. Шарики
8. Ведро
9. Стакан
10. Нить
11. Шурупы
12. Коробки (картонная и железная)
13. Строительные уголки
14. Перчатка
15. Машинка игрушечная
16. Свеча
17. Резиновая перчатка

Инструменты для создания проекта

• Лобзик электрический
• Напильник ручной
• Шуруповерт

Этапы создания проекта

Расчёты элементов проекта

• Расчет ускорения шарика, двигающегося по наклонной плоскости (Кашин Г.И.)

• Расчет силы натяжения нити, удерживающей плечо рычага с перчаткой (Жукова А.А.)

• Расчет скорости шариков при вылетел из желоба (Свиридова С.Я.)

• Расчет силы, действующей на первое домино, достаточной для ее падения (Поздяков И.В.)

• Расчёт линейной скорости для вращающегося элемента с иглой (Кушнёва Е.С.)

Результаты по проекту

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: будит студента, не реагируеющего на звуковые эффекты. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Согласно вычислениям пришлось немного изменить конструкцию.

Видео запуска машины Голдберга.

Запуск машины Голдберга

Литература и ссылки

1. Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
2. Как создать машину Руба Голдберга самому
3. Краткая теория по теоретической механике
4. Машина Голдберга
5. Примеры различных машин Голдберга:

    75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos
    Marble run | Vivify cg