Машина Голдберга, которая насыпает декоративное удобрение для цветов в воду. Лебедева Е.А. 3150801/90003

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

Описание

Актуальность

В процессе создания машины Голдберга применяются и закрепляются на практике знания по курсу теоретической механики.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, будет насыпать декоративное удобрение для цветов в воду.

Задачи проекта

1. Придумать действия и установить их последовательность
2. Создать схему машины Голдберга
3. Выбрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты, которые можно использовать в домашних условиях
4. Собрать машину Голдберга
5. Провести пробные запуски машины Голдберга и исправить имеющиеся практические ошибки и недочёты
6. После внесения необходимых поправок, провести запуск итогового варианта машины Голдберга
7. Снять результат на видео
8. Сделать необходимые расчеты
9. Создать вики-страницу проекта

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Толкаем цилиндр с определённой скоростью и он попадает в дырку
2. Цилиндр падает на левую сторону доски, правая сторона поднимается, задевает шарик и приводит его в движение
3. Шарик из состояния покоя начинает скатываться по наклонной плоскости
4. Шарик попадает в стакан, который висит с левой стороны весов и перевешивает правую сторону
5. С правой стороны нитка весов привязана к концу колбы. При нарушении положения равновесия запаянный конец колбы начинает подниматься и содержимое высыпается в чашу

Материалы и предметы для создания проекта

• Картонные коробки
• Пенопласт
• Картонная доска
• Скотч
• Резиновый цилиндр
• Стакан
• Пластиковая бутылка
• Пластиковый стакан
• Деревянная доска
• Резиновый шарик
• Картонная трубка
• Вата
• Пластмассовая палка с креплением
• Деревянная палка
• Нитки (нерастяжимые)
• Пластмассовая колба
• Стеклянная чаша
• Декоративные шарики (удобрение)

Инструменты для создания проекта

• Канцелярский нож

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
15.05.20	Сформулировать начальную идею машины Голдберга. Создать черновик схемы.		Определены основные действия. Начался поиск необходимых материалов.
16.05.20	Собрать машину Голдберга по созданной схеме из всех найденных материалов.		Собрана машина Голдберга и опробована в действии.
20.05.20	Исправить некоторые шаги, в соответствии с требованиями преподавателя.	Было сложно заменить некоторые шаги.	В схему были внесены необходимые изменения.
16.06.20	Найти материалы для обновлённой схемы и собрать машину Голдберга. Опробовать её на практике. Сделать шаблоны задач по шагам.	Сложность подбора подходящих размеров деревянной доски для определённого шага.	Найдены все необходимые материалы, создан обновлённый вариант машины Голдберга и опробован на практике. Сформулированы задачи и созданы шаблоны для них.
17.06.20	Снять все необходимые размеры. Решить сформулированные задачи. Снять результат на видео. Произвести необходимый монтаж.		Проведены необходимые измерения и решены сформулированные задачи. Результат работы снят на видео.
18.06.20	Оформить решённые задачи, схему. Создать вики-страницу проекта.		Оформлены задачи и схема. Итог работы описан на данной вики-странице.

Расчеты элементов проекта

• Задача 1 - Кинематика. Расчёт скорости цилиндра при заданном времени. Равномерное движение.
• Задача 2 - Статика. Расчёт момента силы тяжести после попадания цилиндра на левую сторону доски. Правый конец доски приводит в движение шарик.
• Задача 3 - Кинематика. Расчёт ускорения шарика, который движется по наклонной плоскости.
• Задача 4 - Статика. Расчёт момента силы тяжести с левой стороны весов, после попадания шарика в стакан. Система выходит из положения равновесия.
• Задача 5 - Статика. Расчёт угла, под которым будет насыпаться содержимое в чашу.

• ВСЕ расчеты представлены по ссылке: https://drive.google.com/file/d/1fI-H94JolMMoN__r6431SB0nTDO2rv4H/view?usp=sharing
• ВИДЕО с работой машины: https://www.youtube.com/watch?v=Z-kMlrvZOm4
• Общая схема проекта: https://drive.google.com/file/d/1eC3zJQ2qG28GVimite6l6ZPqkqfbvCxZ/view?usp=sharing

Результаты по проекту

Созданная машина Голдберга выполняет поставленную задачу- она насыпает декоративное удобрение для цветов в воду. В процессе работы были выполнены все необходимые измерения и расчёты, произведены многочисленные пробные запуски.