Машина Голдберга, выдавливающая зубную пасту - Алтухов Владимир

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 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 выдавливать зубную пасту из тюбика.

Задачи проекта

1. Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга.
2. Обдумать и нарисовать схему машины Голдберга.
3. Выбрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты из имеющихся дома.
4. Произвести и оформить необходимые расчеты.
5. Сделать отдельные части (элементы) проекта.
6. Собрать машину Голдберга.
7. Произвести пробные запуски и устранить недочеты.
8. Произвести показательный запуск машины Голдберга.
9. Снять результат на видео.
10. Создать вики-страницу проекта.

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Отпускаем нитку, на которой подвешен груз, груз падает на рычаг
2. Рычаг приводит в движение мяч, который начинает катиться
3. Мяч толкает подвешенный на нити стальной шарик
4. Шарик толкает второй такой же шарик на нити
5. Второй шарик опрокидывает коробочку
6. Коробочка толкает стоящую машинку
7. Машинка скатывается по наклонной плоскости и сбрасывает мыло
8. Мыло падает на тюбик и выдавливает зубную пасту

Материалы и предметы, использованные для создания проекта

• Пластиковые банки с лаком
• Прочная нить
• Доски деревянные
• Теннисный мяч
• Лампа настольная
• Спички
• Струбцины
• Пластиковая коробка
• Сетка
• Игрушечная машинка
• Кусок мыла
• Тюбик с зубной пастой
• Коробка из-под телефона
• Деревянная балка
• Груз
• Металлические шарики
• Скотч прозрачный

Инструменты для создания проекта

• Ножницы
• Плоскогубцы
• Линейка
• Пила
• Иголка
• Рулетка

Этапы создания проекта

Дата	Создание проекта
30.05	Понимание необходимости начала создания машины Голдберга. Обдумывание идей.
06.06	Выбор конечного действия из нескольких вариантов, окончательное решение - выдавить зубную пасту; первые попытки на практике осуществить конечный шаг.
08.06	Придумывание промежуточных шагов, размышления над тем, как воплотить их в реальности, чертеж примерной схемы машины.
10.06	Поиск нужных материалов и инструментов.
11.06	Сборка машины. Устранение неполадок. Видеосъёмка полученной машины Голдберга.
15.06	Решение задач и их оформление. Осмысление, возможны ли такие результаты в действительности. Оформление окончательной схемы машины.
16.06	Сбор всех результатов проекта и создание вики-страницы.

Расчёты элементов проекта

1. Расчёт силы, которую нужно превысить, приложив к рычагу, чтобы запустить механизм: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Thesolution1.jpg
2. Расчёт периода колебаний математического маятника: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Thesolution2.jpg
3. Расчёт конечной скорости шарика, скатывающегося с наклонной плоскости: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Thesolution3.jpg
4. Расчёт времени качения шарика по горизонтальной поверхности при равноускоренном движении: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/da/Thesolution4.jpg
5. Расчёт времени падения груза с заданной высоты: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Thesolution5.jpg

Поэтапные схемы машины Голдберга, распыляющей антисептик

1. Этап 1 -> Рычаг - Маятник: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/Thescheme12.jpg
2. Этап 2 -> Маятник - Домино: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/Thescheme3456.jpg
3. Этап 3 -> Домино - Шарик: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/da/Thescheme78.jpg
4. Этап 4 -> Шарик - Свеча: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/Etap4.jpg
5. Этап 5 -> Свеча - Антисептик: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/Etap5.jpg

Обзор собранной машины Голдберга, которая конечным шагом распыляет антисептик, можно посмотреть здесь: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/transcoded/d/d7/ObzormashK.webm/ObzormashK.webm.360p.vp9.webm

Результаты проекта

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: распыляет антисептик. В процессе работы были выполнены все необходимые измерения и расчёты, произведены многочисленные пробные запуски. Конфигурация машины менялась несколько раз пока не был достигнут оптимальный вариант.

Здесь представлены фотографии реальной, собранной в домашних условиях, машины Голдберга, которая конечным шагом распыляет антисептик:

1. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/RealmashinaK1.jpg
2. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/RealmashinaK2.jpg

Здесь можно увидеть машину Голдберга, распыляющую антисептик, в действии: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/Machineforpastainaction.webm

Литература и ссылки

1. https://ru.wikihow.com/создать-машину-Руба-Голдберга-самому
2. https://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Машина_Голдберга