Машина Голдберга, доставляющая корм кошке - Попов Андрей
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
Актуальность данного проекта состоит в том, что в процессе создания машины Голдберга применяются знания по курсу теоретической механики, также можно научиться нестандартно использовать подручные материалы.
Цель проекта
Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, будет насыпать корм в миску.
Задачи проекта
- Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
- Создать схему машины Голдберга
- выбрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты из имеющихся дома
- Произвести необходимые расчеты
- Сделать отдельные части проекта
- Собрать машину Голдберга
- Произвести пробные запуски и устранить недочеты
- Произвести показательный запуск машины Голдберга
- Снять результат на видео
- Создать вики-страницу проекта
Работа по проекту
Действия, выполняемые машиной Голдберга
- Свеча сжигает нитку, нитка рвётся.
- Нитка приводит в движение держатель с пружиной, шар под действием силы тяжести катится по наклонной плоскости вниз.
- Вылетевший из спуска шар приводит в движение рычаг
- Плечо рычага толкает шарнир, шарнир сталкивает домино
- Домино на краю стола падает на держатель дна стакана, в котором находится корм. Корм сыпется в миску.
Материалы и предметы для создания проекта
- Мячик
- Нитка
- Двойной скотч
- ДСП
- Домино
- Картон
- Фанера
- Пластиковый стаканчик
- Деревянная плоская палка
- Пластмассовый уголок
- Стяжки
- Гвозди
- Саморезы
- Гайки
- Деревянная балка
- Корм
- Миска
Инструменты для создания проекта
- Дрель
- Отвёртки
- Плоскогубцы
Этапы создания проекта
| Срок | Задача | Возникающие проблемы | Что сделано к сроку |
| 08.04.20 | Придумать основной сюжет для действий Машины Голдберга. Определить конкретные шаги и их последовательность в машине. | Определен основной сюжет. | |
| 01.04.20 | Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга. Нарисовать схему поочередных шагов. | Определена последовательность, сделан набросок действий. | |
| 01.04.20 | Наметить, из каких материалов будет собран проект. | Материалы было решено искать среди остатков от производства. Взяли все, что было не жалко. | Все шаги были проанализированы и на основе этого необходимые материалы были найдены. |
| 12.04.20 | Найти предметы и инструменты для создания Машины. | Было найдено все необходимое. | |
| 12.04.20 | Начало расчетов. | Возникли проблемы с решением задач. | Определились до конца с расчетами. |
| 15.04.20 | Продолжение расчетов. | Трудности с определением, какие законы необходимо применять при том или ином шаге. | Выполнили часть расчетов. |
| 19.04.20 | Закончить с расчетами. | Все расчёты были подготовлены. | |
| 22.04.20 | Работа над первым и вторым шагами. Устранение технических неполадок. | Закончил работу над первыми шагами. Приступил к выполнению нового шага работы. | |
| 26.04.20 | Сделать рычаг, расположить его так, чтобы шарик скатывался прямо в пластиковый стаканчик. | Расчёт центра тяжести балки. | Рычаг сделан. |
| 03.05.20 | Установка импровизированного стола для домино. | Достаточно долго и нервно расставлять домино перед каждым запуском. | Окончание работ над данным шагом. |
| 03.05.20 | Установка стакана с кормом на запланированном месте. | Поиск голодной кошки. | В результате было создано последнее действие машины |
| 06.05.20 | Съемка и монтирование видео. Подробное описание машины. Описание и решение всех задач. | Несколько раз нужно было протестироввать машину. | Все задачи решены и записаны на листы А4. Работу машины Голдберга снял на телефон. |
| 10.05.20 | Создать вики-страницу проекта. | Результатом является данная страница. |
Расчеты элементов проекта
- Расчёт силы натяжение нити для запуска всей машины:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/FP2ZM9uTnWI.jpg
- Расчёт ускорения и конечной скорости шарика:
- Расчёт траектории падения шарика:
Поэтапные схемы машины Голдберга:
- 1 и 2 действия:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/P8KfwWBYHWQ.jpg ;
- 3 действие: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/2_step.jpg ;
- 4 и 5 действия: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/61/3-step.jpg ;
Видео машины Голдберга в действии: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%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.webm
Результаты по проекту
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: доставляет корм для кошки в миску. В процессе работы были выполнены все необходимые измерения и расчёты, произведене многочисленные пробные запуски. Конфигурация машины менялась несколько раз пока не был достигнут оптимальный вариант.
Литература и ссылки
- Как создать машину Руба Голдберга самому
- Краткая теория по теоретической механике
- Машина Голдберга
- Методическое пособие по использованию 3D принтера DFKit
- Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit
- Примеры различных машин Голдберга:
75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines Marble run | Vivify cg Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум
