Машина Голдберга,кидающая кубики сахара в чай - Свириденко Д.А.

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 и научиться нестандартно использовать подручные материалы.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий сможет кидать кубики сахара в чай.

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. Смонтировать видео
9. Произвести показательный запуск машины Голдберга
10. Создать вики-страницу проекта

Разработчик

Группа 3150801/90003

• Свириденко Дмитрий

Работа по проекту

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Ножницами перерезаем дополнительную нитку,которая держит шар №1 "Колыбели Ньютона".
2. Шар №1 начинает двигаться, толкая последующие шары "Колыбели Ньютона".В результате последний шар отклоняется, тем самым толкая скотч.
3. Скотч катится по поверхности и толкает шар №2.
4. Шар №2 отлетает и падает в воронку.
5. Далее шар №2 попадает в трубу и свободно падает в ней.
6. Шар №2 вылетает с трубы, попадает на наклонную поверхность и катится по ней.
7. В конце наклонной поверхности шар №2 толкает доминошку.
8. Доминошки падают друг за другом, в конечном счете последняя доминошка падает на рычаг №1
9. Рычаг №1 переклоняется и толкает правое плечо рычага №2.
10. Рычаг №2 переклоняется, и с его левого плеча падают кубики сахара в чай.

Материалы и предметы для создания проекта

• Металлические шарики
• Воронка
• Фанера
• Доски
• Клей
• Веревка
• Гвозди
• Саморезы
• Скотч
• Нитки
• Металлическая труба

Инструменты для создания проекта

• Дрель
• Отвертка
• Плоскогубцы
• Электролобзик
• Нож
• Ножницы

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
30.03.20	Определить последовательность действий машины Голдберга	Подбор подходящего финального процесса	Определена основная последовательность.
01.04.20	Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга	Подбор действий, неопределенность с количеством действий	Определена последовательность, сделан набросок действий.
12.04.20	Найти материалы и предметы для проекта	Закрытие города на полную самоизоляцию,что привело к закрытию всех строительных магазинов	Большинство необходимых материалов было найдено.
18.04.20	Найти инструменты для проекта	С этим проблем не возникло	Было найдено все необходимое.
23.04.20	Разбор этапов для расчетов	Сложности в определении задачи в целом	Начал решать проблему с расчетами.
26.04.20	Начало расчетов	Возникли проблемы с решением задач.	Определился до конца с расчетами.
29.04.20	Продолжение расчетов	Трудности с определением, какие законы необходимо применять	Выполнил часть расчетов.
01.05.20	Анализ этапов	Винтовая траектория и "Колыбель Ньютона" оказались сложны в расчетах	Винтовая траектория была заменена на свободное падение в трубе. Сложности с "Колыбелью Ньютона" были устранены.
10.05.20	Закончить расчеты	Сложности в подведении итогов расчетов	Решил все задачи, выполнил все расчеты.
13.05.20	Создать схему	Понять, как лучше распределить этапы	Создание чертежей каждого этапа.
15.05.20	Сделать рычаги, наклонную плоскость, доминошки.	Отсутствие навыков работы с инструментами.	Было сделано всё, что планировалось.
19.05.20	Сделать "Колыбель Ньютона". Собрать всё вместе. Сделать пробные запуски.	С "Колыбелью Ньютона" возникли проблемы. Несколько попыток запуска провалились.	Устранил недочёты, выявленные на пробных запусках.
26.05.20	Монтирование видео. Презентация машины Голдберга	Недостаток опыта работы с видеоредактором.	Видео удалось сделать.
28.05.20	Создать вики-страницу проекта	Отсутствие знаний о создании вики-страниц	Результатом является данная страница.

Расчеты элементов проекта

1. Задача 1. Статика. Натяжение нити. https://drive.google.com/drive/folders/1AjwmkyDj_Hx6RsxtafGG8xvGQQ4zXWVf
2. Задача 2. Кинематика. Падение шарика в воронку. https://drive.google.com/drive/folders/1AjwmkyDj_Hx6RsxtafGG8xvGQQ4zXWVf
3. Задача 3. Кинематика. Свободное падение шарика. https://drive.google.com/drive/folders/1AjwmkyDj_Hx6RsxtafGG8xvGQQ4zXWVf
4. Задача 4. Кинематика. Расчет ускорения при спуске и конечной скорости. https://drive.google.com/drive/folders/1AjwmkyDj_Hx6RsxtafGG8xvGQQ4zXWVf
5. Задача 5. Статика. Расчет силы, необходимой, чтобы сбить домино. https://drive.google.com/drive/folders/1AjwmkyDj_Hx6RsxtafGG8xvGQQ4zXWVf
6. Схема установки: https://drive.google.com/drive/folders/1AjwmkyDj_Hx6RsxtafGG8xvGQQ4zXWVf

Результаты по проекту

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: кидает кубики сахара в чай. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось модифицировать некоторые этапы. Вычисления немного подвели: пришлось исправлять высоту и длину некоторых конструкций. Возможно, если протестировать побольше, выявились бы еще несовершенства. Видео Машины Голдберга: https://www.youtube.com/watch?v=cMAhfO9ogtE

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
    The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines
    Marble run | Vivify cg
    Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум