Машина Голдберга - лед в стакан с соком. Козодаева В.С. 3150801/90003
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
Актуальность
Нестандартный подход к обучению, использование пройденного материала по курсу теоретической механики, применение гибкого мышления - составляющие актуальности данного проекта. Для инженера важен практический подход к усвоению теории. При создании машины Голдберга были использованы подручные материалы (шарик, стакан, бруски, гвозди). На основе простой схемы был выполнен сам проект. Анализ позволил убедиться в работе машины.
Цель проекта
Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, будет доставлять лед в стакан с соком.
Задачи проекта
- Придумать последовательность действий для проекта
- Создать схему машины Голдберга, провести мысленный эксперимент
- Выбрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты из имеющихся дома
- Собрать машину Голдберга
- Произвести пробные запуски и устранить недочеты
- Произвести показательный запуск машины Голдберга
- Снять результат на видео
- Провести анализ и сделать необходимые расчеты
- Создать вики-страницу проекта
Действия, выполняемые машиной Голдберга
- Зажигалка сжигает нитку, нитка рвётся
- В движение приводится математический маятник
- Маятник подталкивает брусок, который изначально покоится на горизонтальной поверхности
- Брусок падает на правое плечо рычага, который изначально находится в равновесии
- Изменение рычага приводит шарик в движение, затем шарик подталкивает лед в стакан с соком
Материалы и предметы для создания проекта
- Нитки (нерастяжимые)
- Замок
- Брусок
- Доски
- Гвозди
- Стакан
- Зажигалка
- Небольшой кусок льда
- Саморезы
- Гайки
- Деревянная балка
Инструменты для создания проекта
- Молоток
- Дрель
Этапы создания проекта
Срок | Задача | Возникающие проблемы | Что сделано к сроку |
08.04.20 | Примерно придумать действия для Машины Голдберга. Проработать мысленно шаги и их последовательность в машине. | Определены основные действия. | |
2.05.20 | Окончательно разобрать последовательности действий машины Голдберга. Создать схему. | Продумана последовательность, сделаны черновые варианты схемы. | |
02.05.20 | Продумать материалы для создания проекта. | Материалы были найдены в мастерской и дома. | После анализа действий были подобраны (по размеру и весу) необходимые предметы и детали. |
3.05.20 | Необходимо подобрать инструменты для создания Машины. | Молоток дрель были найдены. | |
4.05.20 | Анализ и необходимые расчеты. | Присутствует динамика, хотя задачи нужно выбрать только на кинематику и статику. | Анализ и расчеты практически доделаны |
5.05.20 | Продолжение расчетов. | Трудности с определением, какие законы необходимо применять при том или ином шаге. | Выполнили часть расчетов. |
6.05.20 | Закончить с расчетами. | Все расчёты были подготовлены. | |
7.05.20 | Работа над действиями. Устранение нежелательных результатов. | Закончила общие работы. В общих чертах всё готово. | |
08.05.20 | Стакан с соком и кусок льда подготовлены. | Произведены пробные запуски. | Финал готов. |
08.05.20 | Съемка на телефон. Создание видео. Анализ действий. | Было сделано несколько дублей. | Анализ и решения задач оформлены. |
23.05.20 | Создание страницы проекта в интернете. | Итог работы - данная вики-страница. |
Расчеты элементов проекта
- Задача 1 - статика. Натяжение нити, которая удерживает замок. Ее пережигание влечет работу машины.
- Задача 2 - статика. Реакция опоры доски, лежащей на гвоздях.
- Задача 3 - кинематика. Падение бруска, что является аналогичным задачам на движение тела, брошенного горизонтально.
- Задача 4 - статика. Моменты сил, используемые при анализе рычага.
- Задача 5 - кинематика. Падение льда в стакан. Расчет времени полета и дальности с использованием кинематических формул.
- ВСЕ расчеты представлены по ссылке:https://drive.google.com/drive/folders/1WBXeSPqJ52oo7gzZZ8GKX4QyiWs0qK6x?usp=sharing
- ВИДЕО с работой машины: https://www.youtube.com/watch?v=Ied5N3xlVh4
Результаты по проекту
Спустя некоторое время работы был выполнен проект - машина Голдберга, закидывающая небольшой кусок льда в стакан. С помощью практических действий и решений возникающий проблем была достигнута цель, то есть машина исправно работает. Были мною закреплены знания таких областей теоретической механики как СТАТИКА и КИНЕМАТИКА. Практическая работа позволила лучше разобраться в данных темах, развила терпение и пространственное мышление, что является необходимым для инженера.