Машина голдберга, наливающая воду и заваривающая чай

Машина Голдберга – некий механизм, с помощью цепочки разнообразных действий (построенных по принципу домино) выполняющий простую задачу предельно сложным, вычурным и длинным путём.

Описание

Актуальность проблемы

Актуальность данного проекта заключается в практическом применении курса теоретической механики, а также фантазии и воображения при создании интересного, занимательного проекта.

Цель работы

Создать машину Голдберга,наливающую горячую воду в кружку, после чего, кидающую туда чайный пакетик.

Задачи, решаемые при выполнении работы

• Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
• Создать схему машины Голдберга
• Подобрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты
• 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

Авторы проекта

• Котова Анна, гр. 3150801/90002
• Ильюшенко Татьяна, гр. 3150801/90002

Действия, выполняемые машиной Голдберга

Схема установки машины Голдберга, делающей селфи

1. Машинка тянет за ниточку, которая вытягивает опору из под шарика
2. Шарик катится по дуге (в трубе)
3. Шарик приводит в движение маятник
4. Маятник сбивает книги-доминошки
5. Последняя из книг-доминошек выводит из равновесия рычаг
6. Рычаг (через ниточку) сбрасывает шарик
7. Шарик падает, роняя за собой бутылочку с водой
8. Тем временем машинка, потянув за ещё одну верёвочку, вытягивает опору из под следующего шарика
9. Шарик катится по наклонной плоскости, вытягивая палочку из под чайного пакетика
10. Пакетик падает в воду

Материалы и предметы, используемые в работе

• Шарики (2х размеров)
• Нитки
• Машинка на батарейках
• игровой набор - трек для машинка
• Книги (2х видов)
• Бутылка
• Вода
• Чайный пакетик
• Палочки для суши
• Скотч
• Иголки
• Вентиляционная труба
• Картонные коробки
• Картин
• Гриф (от гантелей)

Инструменты, необходимые для создания проекта

• Ножницы
• Отвертка

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
21.02.19	Разработка планов проекта	Разрозненность мнений членов команды	Определена основная последовательность действий, выполняемых машиной
07.03.19	Расчет этапов проекта	Сложности в решении задач	Теоретически рассчитаны этапы проекта
21.03.19	Поиск материалов и инструментов, необходимых для создания машины	Отсутствие некоторых материалов, ограниченность финансовых ресурсов	Найдено всё необходимое
04.04.19	Создание отдельных элементов машины	Неумение работать с некоторыми инструментами	Созданы элементы машины и стенд, на котором они будут размещены
18.04.19	Сборка проекта	Проблемы, связанные с креплением элементов машины	Полностью собрана машина
02.05.19	Пробный запуск машины	Несрабатывание некоторых этапов проекта	Устранены недочеты
16.05.19	Окончательный запуск машины, съёмка видео и его монтирование	Не возникло	Создана машина Голдберга
30.05.19	Оформление работы в электронном виде	Отсутствие знаний в области создания вики-страниц	Создана вики-страница проекта

Расчеты элементов проекта

• Задача 1. (Кожусь Алексей) Определение силы магнита, необходимой для выведения дощечки из пазов

[math]Дано:[/math]

[math]m_{1} = 0{,}01~кг[/math]

[math]m_{2} = 0{,}2~кг[/math]

[math]μ = 0{,}5~[/math]

[math]Найти:~F[/math]

[math]Решение:[/math]

[math]F = 0{,}5\cdot (0{,}01+0{,}2)~кг\cdot 10~м/с^{2} = 1{,}05~H[/math]

[math]Ответ:[/math]

[math]F = 1{,}05~H[/math]

• Задача 2. Определение высоты подвеса молотка и его конечной скорости

[math]Дано:[/math]

[math]M = 0{,}8~кг[/math]

[math]l = 0{,}2~м[/math]

[math]T = 5~Н[/math]

[math]h = 0{,}04~м[/math]

[math]x = 0{,}01~м[/math]

[math]m = 0{,}005~кг[/math]

[math]Найти:~H{,}~u[/math]

[math]Решение:[/math]

[math]H = 0{,}5\cdot (\frac {5~Н\cdot 0{,}2~м}{0{,}8~кг \cdot 10~м/с^{2}}-0{,}01~м)+0{,}04~м = 0{,}01~м[/math]

[math]u = \frac {0{,}8~кг}{0{,}005~кг}\cdot \sqrt {\frac {5~Н\cdot 0{,}2~м-0{,}8~кг\cdot 10~м/с^{2} \cdot 0{,}01~м}{0{,}8~кг} } = 0{,}02~м/с[/math]

[math]Ответ:[/math]

[math]H = 0{,}01~м[/math]

[math]u = 0{,}02~м/с[/math]

• Задача 3. (Никита Дунаев) Определение скорости последней костяшки домино

[math]Дано:[/math]

[math]m_{1} = 0{,}005~кг[/math]

[math]v_{0} = 0{,}02~м/с[/math]

[math]Найти:~v[/math]

[math]Решение:[/math]

[math]v = v_{0} = 0{,}02~м/с[/math]

[math]Ответ:[/math]

[math]v = 0{,}02~м/с[/math]

• Задача 4. (Егор Калашников) Определение скорости, которую сообщила последняя костяшка домино шарику

[math]Дано:[/math]

[math]m_{1} = 0{,}005~кг[/math]

[math]v_{1} = 0{,}02~м/с[/math]

[math]m_{2} = 0{,}01~кг[/math]

[math]v_{2} = 0[/math]

[math]Найти:~u_{2}[/math]

[math]Решение:[/math]

[math]u_{2} = \frac {2 \cdot 0{,}005~кг \cdot 0{,}02~м/с}{0{,}005~кг+0{,}01~кг} = 0{,}01~м/с[/math]

[math]Ответ:[/math]

[math]u_{2} = 0{,}01~м/с[/math]

• Задача 5. (Баграт Мирзаханян) Определение скорости падающей корзины с грузом и давления, создаваемого корзиной на кнопку

[math]Дано:[/math]

[math]m = 0{,}01~кг[/math]

[math]M = 0{,}2~кг[/math]

[math]h = 0{,}06~м[/math]

[math]S = 0{,}1~м^{2}[/math]

[math]Найти:~u{,}~p[/math]

[math]Решение:[/math]

[math]u = \frac{0{,}01~кг}{0{,}01~кг+0{,}2~кг} \cdot \sqrt{2 \cdot 0{,}06~м \cdot 0{,}1~м^{2}} = 0{,}03~м/с[/math]

[math]p = (0{,}2~кг+0{,}01~кг) \cdot \frac{10~м/с^{2}}{0{,}1~м^{2}} = 0{,}2~Па[/math]

[math]Ответ:[/math]

[math]u = 0{,}03~м/с[/math]

[math]p = 0{,}2~Па[/math]

• Задача 6. (Павел Макарцев) Определение скорости, которую сообщил вентилятор кораблю

[math]Дано:[/math]

[math]N = 2{,}7~Вт[/math]

[math]P = 0{,}5~Па[/math]

[math]a = 0{,}07~м[/math]

[math]b = 0{,}2~м[/math]

[math]Найти:~v[/math]

[math]Решение:[/math]

[math]v = \frac{2{,}7~Вт}{0{,}07~м \cdot 0{,}2~м \cdot 0{,}5~Па} = 0{,}04~м/с[/math]

[math]Ответ:[/math]

[math]v = 0{,}04~м/с[/math]

Результаты по проекту

Видео запуска машины Голдберга.