Машина Голдберга, лопающая воздушный шарик

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».

Описание

Актуальность

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

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к лопанию шарика.

Задачи проекта

1. Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
2. Подобрать необходимые материалы, предметы и инструменты для создания проекта
3. Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
4. Создать схему машины Голдберга
5. Сделать отдельные части проекта
6. Собрать машину Голдберга
7. Произвести пробные запуски и устранить недочеты
8. Снять видео с показательным запуском
9. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда

Минаев Сергей Александрович, студент группы 3150801/90002

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

Схема машины Голдберга, лопающей шарик.

1. Отпускается груз маятника
2. Маятник ударяет по игрушечному трактору
3. Трактор катится и падает на рычаг
4. Рычаг толкает рулон туалетной бумаги
5. Рулон туалетной бумаги скатывается с горки и ударяет по домино
6. Домино падает друг на друга
7. Последняя часть домино с иглой падает и лопает шарик

Материалы и предметы для создания проекта

• Грузик
• Нить
• Игрушечный трактор
• Линейка
• Рулон туалетной бумаги
• Крышка от контейнера
• Книги
• Игла
• Скотч
• Воздушный шарик

Инструменты для создания проекта

• Ручной инструмент

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
04.04.20	Определить последовательность действий машины Голдберга	Анализ идей, их отбор.	Определена основная последовательность.
08.04.20	Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга	Для некоторых действий не было материалов или площадки.	Переработана последовательность, установлен окончательный порядок действий.
15.04.20	Найти материалы для проекта	Отсутствие дома скотча.	Необходимые материалы были куплены.
16.04.20	Найти предметы, инструменты и пространство для проекта	Согласование с собственником помещения.	Было найдено все необходимое и достигнуто соглашение.
20.04.20	Разбор этапов для расчетов	Сложности в составлении задач.	Начал решать проблему с расчетами.
25.04.20	Начало расчетов	Возникли проблемы с решением задач.	Определился до конца с расчетами.
29.04.20	Продолжение расчетов	Трудности с пониманием того, какие законы необходимо применять.	Выполнил часть расчетов.
01.05.20	Анализ этапов	Катящиеся предметы, катились по неверной траектории.	Принято решение поставить борта для таких предметов.
02.05.20	Закончить расчеты	Сложности в определении итоговых расчетов.	Решил все задачи, выполнил все расчеты.
03.05.20	Создать схему	Понять, как правильно отобразить предметы на схеме.	Принято решение, отображать все схематично.
04.05.20	Сборка системы	Неровные рабочие поверхности, как следствие постоянное случайное нарушение конструкции.	Закрепление большей части деталей скотчем.
07.05.20	Создание видео. Презентация машины Голдберга	Первые попытки запуска оказались не совсем удачными, потому что предмет скатывавшийся с наклонной поверхности постоянно съезжал вбок.	Более точная установка деталей на места помогла решить проблему. Машину удалось успешно запустить и заснять.
10.05.20	Создать вики-страницу проекта	Отсутствие знаний о создании вики-страниц	Результатом является данная страница

Расчеты элементов проекта

• Расчет силы натяжения нити при отклонении маятника.

Задача 1

• Расчет длины плеч рычага.

Задача 2

• Расчет ускорения объекта и его конечной скорости после спуска с горки.

Задача 3

• Расчет силы необходимой для сбития домино.

Задача 4

• Расчет силы реакции опоры и коэффициента трения поверхности в момент соприкосновения иглы с шаром.

Задача 5

Результаты по проекту

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: лопает шарик. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось модифицировать некоторые этапы. Согласно вычислениям пришлось немного изменить конструкцию. Если провести больше тестов, то могут возникнуть идеи по усовершенствованию механизма.

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