Редактирование: Машина Голдберга, зажигающая лампочку

'''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 ко включению лампочки.
===Задачи проекта===
# Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
# Подобрать необходимые материалы, предметы и инструменты для создания проекта
# Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
# Создать схему машины Голдберга
# Сделать отдельные части проекта
# Собрать машину Голдберга
# Произвести пробные запуски и устранить недочеты
# Смонтировать видео
# Произвести показательный запуск машины Голдберга
# Создать вики-страницу проекта

===Проектная команда===
''Группа 13151/2''
* Беляускас Антонина
* Брюхова Ангелина
* Гринёва Диана
* Игнатьева Анна
* Лепская Алёна
* Лысенко Мария
* Овчинников Влад
* Панфилова София
* Сидельников Егор
* Собко Ксения
* Сухотерина Анна
* Тарханова Софья
* Халявина Наталья
* Цветков Евгений
* Широкова Вероника

==Работа по проекту==


===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
[[File:Машина голдберга.jpg|thumb|right|Машина Голдберга, зажигающая лампочку. Версия 1]] 
# Груз на нити передает импульс ряду маятников, последний из которых ударяет по шарику. Шарик скатывается по желобу
# Шарик ударяет по стержню, удерживающему маятник. Маятник поворачивается и приводит в движение брусок квадратного сечения 
# Брусок скатывается по цилиндрам и сбивает шар 
# Шар попадает в трубу, падает на наклонную плоскость и отскакивает в тележку
# Тележка с шариком катится и толкает домино, которое находится на лестнице
# Последняя доминошка с лезвием падает и перерезает нить, которая держит молоток 
# Молоток падает на одно из плеч катапульты и запускает шарик под углом 45 градусов 
# Катапульта забрасывает шарик в одно из колен сообщающихся сосудов. Шарик своим весом вытесняет воду во втором плече и поднимает поршень, на котором находится другой шарик, так что он за счет наклона верхней грани поршня скатывается в воронку
# Пройдя через воронку и с помощью системы блоков поднимает груз, который держит нить
# Нить, которая удерживала математический маятник, отпускает его. Маятник приходит в движение и ударяет по шарику
# Шарик скатывается по спиральному желобу 
# Шарик толкает вертушку, расположенную в вертикальной плоскости, которая толкает тележку с иголкой
# Тележка с иголкой катится по криволинейной траектории и, выезжая, лопает шарик, который удерживает в равновесии рычаг 
# Рычаг поворачивается за счет груза на одном из его плеч
# Груз, присоединенный к выключателю через блок, падает и включает лампочку

===Материалы и предметы для создания проекта===
* Шарики разных масс
* Математические маятники
* Машинки
* Гофрированная сантехническая труба, гладкая трубка
* Фанера, доски, деревянные бруски
* Клей
* Саморезы, болты, гайки, шурупы, гвозди
* Пластик
* Картон
* Булавка, нить
* Молоток
* Лампочка
* Пластилин
* Бутылки и коробка из-под сока
* Пенопласт
* Песок
* Краска

===Инструменты для создания проекта===
* Наждачная бумага
* Отвертки
* Пила
* Молоток
* Шуруповерт
* Электролобзик
* Шлифовальная машина
* Лазерный станок

===Этапы создания проекта===
{| class="wikitable"
|-
|'''Срок'''
|'''Задача'''
|'''Возникающие проблемы'''
|'''Что сделано к сроку'''
|-
| 21.02.19
| Определить последовательность действий машины Голдберга
| Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам
| Определена основная последовательность
|-
| 07.03.19
| Подобрать материалы и инструменты для проекта
| Были найдены не все материалы, некоторые пришлось докупать
| Необходимые материалы и инструменты были найдены
|-
| 21.03.19
| Произвести расчеты и создать схему машины Голдберга
| Возникли проблемы с формулированием задач
| Выполнили часть расчетов, создали схему
|-
| 04.04.19
| Сделать отдельные части проекта
| Некоторые детали были потеряны, пришлось создавать их заново. Возникли сложности с созданием некоторых этапов, их пришлось заменить другими. Из-за недостатка времени на занятиях занимались сборкой в свое свободное время
| Выполнили некоторые части проекта
|-
| 18.04.19
| Собрать машину; снять рабочий процесс
| Возникли трудности с распределением задач между членами команды. Из-за недостатка времени на занятиях занимались сборкой в свое свободное время
| Начали собирать машину из имеющихся частей
|-
| 16.05.19
| Произвести пробные запуски, устранить недочеты 
| Из-за недостатка времени не успели собрать машину полностью
| Произвели пробные запуски на отдельных этапах
|-
| 30.05.19
| Произвести показательный запуск машины Голдберга. Смонтировать видео и создать вики-страницу проекта
| При создании вики-страницы возникли сложности с сохранением изменений и оформлением задач
| Завершили проект, создали страницу и произвели показательный запуск
|}



==Расчеты элементов проекта==

*Задача 1. (Собко Ксения) Расчет высоты, на которую необходимо поднять первый маятник в ряду, чтобы шар достиг наклонной плоскости

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Задача1.1.jpg|thumb|Задача1.1|Схема для расчета высоты отклонения маятника]]
[[File:Задача1.2.jpg|thumb|Задача1.2|Первый и второй маятники в ряду в момент столкновения]]
[[File:Задача1.3.jpg|thumb|Задача1.3|Последний в ряду маятник и шар]]

::<math>Дано:</math>
::<math>m_{1}=m_{2}=...=m_{n}</math>
::<math>V_{2}(t=0)=V_{3}(t=0)=...=V_{n}(t=0)=0</math>
::<math>m_{т},μ,S,R</math>


::<math>Найти:~h</math>

::<math>Решение:</math>

Столкновение будем считать упругим и центральным,тогда:

::<math>p_{1}+p_{2}=p_{1}'+p_{2}'</math>


::<math>m_{1}V_{1}+m_{2}V_{2}=m_{1}V_{1}'+m_{2}V_{2}';~V_{2}=0</math>


::<math>m_{1}V_{1}=m_{1}V_{1}'+m_{2}V_{2}'</math>


::<math>E_{К1}+Е_{К2}=Е_{К1}'+Е_{К2}'</math>


::<math>V_{2}=0;~\frac {{m_{1}\cdot V_{1}}^2}{2}=\frac {{m_{1}\cdot V_{1}'}^2}{2}+\frac {{m_{2}\cdot V_{2}'}^2}{2}</math>


::<math>V_{2}'=\frac {2m_{1}V_{1}}{m_{1}+m_{2}}</math>


::<math>V_{1}'=\frac {{(}m_{1}-m_{2}{)}V_{1}}{m_{1}+m_{2}}</math>


::<math>Если~m_{1}=m_{2},~то~V_{1}'=0,~V_{2}'=V_{1}</math>


Из ЗСЭ для первого шара:

::<math>m_{1}gh=\frac {{m_{т}V_{1}^2}}{2}</math>

::<math>h=\frac {V_{1}^2}{2g};~F_{тр.к}=N~\frac {μ}{R}=\frac {μm_{т}g}{R}</math>

::<math>V_{1}^2=V_{2}'^2=\frac {2E}{m_{2}}=\frac {2F_{тр.к}S}{m_{2}}=\frac {2μNS}{Rm_{2}}=\frac {2μm_{т}gS}{Rm_{2}}</math>

::<math>h=\frac {2μm_{т}gS}{2gRm_{2}}=\frac {μm_{т}S}{Rm_{2}};~F_{тр}=N~\frac {μ}{Rm_{2}}=\frac {μS}{R}</math>

::<math>Ответ:</math>

::<math>h=\frac {μm_{т}S}{Rm_{2}}</math>

</div>
</div>

<gallery>
Расчет высоты отклонения маятника.jpg|Задача 1
</gallery>

*Задача 2. (Сухотерина Анна) Расчет импульса, передаваемого бруску при повороте рычага 

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Задача2.jpg|thumb|Расчет импульса, передаваемого бруску]]
::<math>Дано:</math>
::<math>m = 21{,}17~г = 21{,}17\cdot 10^{-3}~кг~-~масса~груза</math>
::<math>l = 12{,}3~см = 12{,}3\cdot 10^{-2}~м–~плечо~рычага</math>

::<math>Найти:~p</math>

::<math>Решение:</math>
Работа, совершаемая силой тяжести при повороте:
::<math>A = M\cdot φ = Fl\cdot \frac{\pi}{2} = mgl\cdot \frac{\pi}{2}</math>
::<math>A = ΔT = T_{кон} - T_{нач},~где~T_{нач} = 0</math>
::<math>T_{кон} = \frac{Jω^2}{2} = \frac{ml^2\cdot v/l^2}{2} = \frac{mv^2}{2}</math>
::<math>Получаем:~mgl\frac{\pi}{2} = \frac{mv^2}{2}</math>
::<math>После~сокращения:~\pi gl = v^2 ⇒ v = \sqrt {\pi gl}</math>  
::<math>Импульс,~передаваемый~бруску:~p = mv = m{\sqrt {\pi gl}}</math> 
::<math>p = 21{,}17\cdot 10^{-3}\cdot {\sqrt {3{,}14\cdot 9{,}8 \cdot 12{,}3\cdot 10^{-2}}} = 41\cdot 10^{-3}~кг\cdot м/с</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>p = 41\cdot 10^{-3}~кг\cdot м/с</math>

</div>
</div>


*Задача 3. (Беляускас Антонина) Рассчитать энергии, который передал куб мячику

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 


[[File:Задача 3 (1).jpg|thumb|Задача 3 (1)|Рассчитать энергии, который передал куб мячику]]

::<math>Дано:</math>
::<math>m = 25{,}79 \cdot 10^{-3} ~кг~-~масса~куба</math>
::<math>p_{0} = 41\cdot 10^{-3} м/с</math>
::<math>h = 0,1~м~</math>

::<math>Найти: E_{кон}</math>

::<math>Решение:</math>
::Напишем закон сохранения энергии:
::<math>E_{0}+mgh=E_{кон}-А_{тр}</math>
::Найдём начальныю скорость через импульс:
::<math>p_{0}=m*V</math>
::<math>V=\frac{p_{0}}{m}=\frac{41\cdot 10^{-3}~кг\cdot м/с}{25{,}79 \cdot 10^{-3} ~кг~}=1{,}58~м/c~</math>
::Найдём начальныю кинетическую энергию куба:
::<math>E_{0}=\frac{m*V^{2}}{2}=\frac{25{,}79 \cdot 10^{-3}~кг~*1{,}58~м/c^{2}}{2}=32{,}6\cdot 10^{-3}~Дж~</math>
::<math>А_{тр}=0</math>
::Энергия, которая передаётся шарику:
::<math>E_{кон}=E_{0}+mgh=32{,}6\cdot 10^{-3}~Дж~+25{,}79 \cdot 10^{-3}~кг~\cdot 10 н/м \cdot 10 \cdot 10^{-2} м =58{,}39 \cdot 10^{-3}~Дж~</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>E_{кон}=58{,}39\cdot  10^{-3}~Дж~</math>

</div>
</div>

*Задача 4. (Овчинников Влад) Расчет скорости тележки после попадания в нее шарика

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Задача 4 (1).jpg|thumb|Задача 4 (1)|Расчет скорости тележки после попадания в нее шарика]]

::<math>Дано:{ }m_{ш}{, }m_{т}{, }h{, }\beta</math>

::<math>Найти: v_{т}</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>m_{ш}gh=\frac {m_{ш}v^2_{шн}}{2}</math>
::<math>v_{шн}=\sqrt {2gh}</math>
::<math>Проекция~v_{шн}~по~Ох:</math>
::<math>v_{шx}=v_{шн}\cdot sin \beta=const</math>
::<math>p_{тш}=p_{шх}=m_{ш}\cdot v_{шх}</math>
::<math>{(}m_{ш}+m_{т}{)}v_{т}=m_{ш}\cdot v_{шх}</math>
::<math>v_{т}=\frac {m_{ш}\cdot \sqrt {2gh}\cdot sin \beta}{m_{ш}+m_{т}}</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>v_{т}=\frac {m_{ш}\cdot \sqrt {2gh}\cdot sin \beta}{m_{ш}+m_{т}}</math>

</div>
</div>


<gallery>
Задача 4 решение.jpg|Задача 4
</gallery>

*Задача 5. (Лепская Алёна) Нахождение коэффициента трения качения

<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> 
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Нахождение коэффициента трения качения.jpg|thumb]]

</div> 
</div>


*Задача 5. (Тарханова Софья) Расчет импульса, который нужно сообщить тележке, чтобы она запустила цепную реакцию домино

<div class="mw-collapsible mw-collapsed"> 
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Задача5.jpg|thumb|Задача5|Расчет импульса, который нужно сообщить тележке, чтобы она запустила цепную реакцию домино]]
::<math>Дано:</math> 
::<math>m_{тележка}</math> 
::<math>\mu</math> 
::<math>S</math> 
::<math>Найти:~p</math> 

::<math>Решение:</math> 
По закону сохранения энергии:
::<math>K=A_{тр}</math> 
::<math>K=F_{тр}S</math> 
::<math>mv^2/2=\mu\cdot mgS</math> 
::<math>Откуда~v=\sqrt{2\mu\cdot gS}</math> 
::<math>Тогда~p=mv=m\sqrt{2\mu\cdot gS}</math> 

::<math>Ответ:</math> 
::<math>p=m\sqrt{2\mu\cdot gS}</math> 

</div> 
</div>

<gallery>
Задача 5 решение.jpg|Задача 5
</gallery>


[[File:Задача 5 решение.jpg|thumb]]


*Задача 6. (Лысенко Мария) Расчет скорости шарика, запускаемого катапультой

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Задача6.jpg|thumb|Задача 7]]

::<math>Дано:</math>
::<math>h=0{,}1~м</math>
::<math>m_{ш}=0{,}15~кг</math>
::<math>m_{м}=0{,}3~кг</math>

::<math>Найти: V_{ш}</math>

::<math>Решение:</math>
По закону равноускоренного движения запишем формулы:
::<math>\vec{V}=\vec{V}_{0}+\vec{g}t ~и ~\vec{s}=\vec{V}_{0}t+\frac{\vec{g}t^2}{2}</math>
В условии данной задачи получаем:
::<math>V_{м}=gt ~и ~S=h=\frac{gt^2}{2}</math>
::<math>V_{м}=\sqrt {2gh}</math>
Когда молоток падает на рычаг, вся его кинетическая энергия передается шарику.
::<math>E_{м}=E_{ш}</math>
::<math>\frac{m_{м}V_{м}^2}{2}=\frac{m_{ш}V_{ш}^2}{2}</math>
::<math>V_{ш}=\sqrt {2gh} \cdot \sqrt {\frac{m_{м}}{m_{ш}}}</math>
::<math>V_{ш}=\sqrt {2\cdot 10 \cdot 0{,}1} \cdot \sqrt {\frac{0{,}3}{0{,}15}} = 2 ~м/с</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>V_{ш}= 2 ~м/с</math>

</div>
</div>


*Задача 7. (Лепская Алёна) Расчет траектории полета шарика, запускаемого катапультой

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Задача 7.png|thumb|Задача 7|Схема для расчета траектории полета шарика]]

::<math>Дано:</math>
::<math>\alpha</math>
::<math>v_{0}</math>
::<math>g</math>

::<math>Найти:~l</math>

::<math>Решение:</math>

::<math>1)~l=v_{1}t~(1),~где~v_{1}=v_{0}cos\alpha~(2)</math>


::<math>2)~h=\frac {{g(\frac {{t}}{2})^2}}{2}=\frac {{v_{2}^2}}{2g}=>t=\frac {{2v_{2}}}{g}~(3),~где~v_{2}=v_{0}sin\alpha~(4)</math>


::<math>3)~Подставляя~все~в~(1),~получим:</math>


::<math>l=v_{0}cos\alpha\frac {{2v_{0}sin\alpha}}{g}=\frac {{{2v_{0}^2sin\alpha}cos\alpha}}{g}=\frac {{v_{0}^2sin2\alpha}}{g}</math>

::<math>Ответ:</math>

::<math>l=\frac {{v_{0}^2sin2\alpha}}{g}</math>

</div>
</div>


*Задача 8. (Широкова Вероника) Расчет начального уровня воды в сообщающихся сосудах

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Задача_8.jpg|thumb|Расчет начального уровня воды в сообщающихся сосудах]]
::<math>Дано:</math> 

::<math>k=0{,}6~-~отношение~площадей~сечения~сосудов</math> 
::<math>m=0{,}15~кг~</math> 

::<math>h=0{,}11~м~-~высота~подъема~поршня~с~шариком</math> 
::<math>Найти: </math> 
::<math>h_{a}~-~начальная~высота~правого~поршня~без~шарика</math> 
::<math>h_{b}~-~начальная~высота~левого~поршня~с~шариком</math> 

::<math>Решение:</math> 
::<math>1~случай</math> 
В начальном положении поршни находятся на уровнях h(a), h(b). По закону Паскаля давление в обоих коленах трубки на уровне одинаково:
::<math>p_{в}gh_{b}+mg=p_{в}g h_{a}</math> 
::<math>h_{a}=m/p_{в}+h_{b}</math> 
::<math>2~случай</math> 
На поршень c площадью kS (k>1) попадает шарик. Так как грузы имеют одинаковые массы, то в состоянии равновесия по закону Паскаля в сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне. Запишем условие равенства:
::<math>p_{в}h_{a1}+mg=p_{в}g h_{b1}+mg~=>~h_{a1}=h_{b1}=h_{0} </math> 

Первое, что необходимо отметить – это то, что объем воды не изменится. Объем жидкости, вытесняемый из правого колена равен объему  прибавившемуся в левом, так как она не сжимаема.
::<math>(h_{a}-h_{0}) \cdot kS=(h_{0}-h_{b}) \cdot S </math> 
::<math>h_{0}=h_{b}+k(h_{a}-h_{0})</math> 
::<math>h_{a}=(p_{в}h_{0}(1+k)+m)/p_{в}h_{0}</math> 
::<math>h_{a}=0{,}118~м</math> 
::<math>h_{b}=h_{a}-m/p_{в}</math> 
::<math>h_{b}=0{,}109~м</math> 
::<math>Ответ:</math> 
::<math>h_{a}=0{,}118~м</math> 
::<math>h_{b}=0{,}109~м</math> 

</div> 
</div>


*Задача 9. (Брюхова Ангелина) Расчет массы груза, который необходимо поднять с помощью системы из двух блоков

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Задача_9.jpg|thumb|Расчет массы груза, который необходимо поднять с помощью системы из двух блоков]]

::<math>Дано:</math>
::<math>m, M, T</math>

::<math>Найти:~m1</math>

::<math>Решение:</math>

Для начала запишем II закон Ньютона:

::<math>m_{1}g+T+T+(m+M)g=m_{1}a+(m+M)a</math>

Так как нам необходимо только приподнять груз m1, то, воспользовавшись Вторым законом Ньютона, запишем следующее неравенство (силы сразу берем в проекции на ось Oy):
::<math>-m_{1}g+2T-(m+M)g≥0</math>


::<math>-m_{1}g+2T-mg+Mg≥0</math>


::<math>m_{1}g≤2T-g(m-M)</math>


::<math>m_{1}≤2T/g+M-m</math>


::<math>Ответ:</math>

::<math>m_{1}≤2T/g+M-m</math>

[[File:Задача 9 решение .jpg|thumb]]

</div>
</div>


*Задача 10. (Халявина Наталья) Расчет скорости математического маятника перед ударом о шарик
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 

[[File:Задача10.jpg|thumb|right|Схема для расчёта высоты груза математического маятника]]

::<math>Дано:~h</math>

::<math>Найти:~v</math>

::<math>Решение:</math>

::<math>mgh=\frac{m \cdot v^2}{2}</math>
::<math>v =\sqrt {2gh}</math>


::<math>Ответ:</math>
::<math>v =\sqrt {2gh}</math>
</div>

</div>

<gallery>
10 задача.jpg|10 задача
</gallery>


*Задача 11. (Сидельников Егор) Расчет скорости шарика, вылетающего из спирали

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Задача 11.jpg|thumb|Задача 11. Расчет скорости шарика, вылетающего из спирали]]
::<math>Дано:</math>
::<math>V_{0}</math>
::<math>H</math>
::<math>m</math>

::<math>Найти:V</math>

::<math>Решение:</math>

::<math>По~ЗСЭ:</math>
::<math>mgh+\frac{mV_{0}^2}{2}=\frac{mV^2}{2}</math>
::<math>V^2=2gh+V_{0}^2</math>
::<math>V=\sqrt {2gh+V_{0}^2}</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>V=\sqrt {2gh+V_{0}^2}</math>

</div>
</div>

<gallery>
Задача 11 решение.jpg|Задача 11
</gallery>


*Задача 12. (Цветков Евгений) Расчёт энергии,переданной крестообразным вращающимся стержнем тележке

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content">
[[File:Задача12.png|thumb|right|Задача 12]]
::<math>Дано:~v_{0}{, }~m{, }~R{, }~M{, }~m_{т}</math>
::<math>Найти:~E_{тел}</math>
::<math>Решение:</math>
Можно заменить крестообразную конструкцию на такую же систему, в которой вес будет сосредоточен на концах стержня:
::<math>E_{ш}=\frac{m\cdot v_{0}^2}{2}</math>
::<math>E_{до удара}={\frac{M}{4}}\cdot 2Rg+{\frac{2M}{4}}\cdot Rg=MgR</math>
::<math>E_{после удара}=2(R\cdot cos\alpha +R)\cdot g \cdot {\frac{M}{2}}+2(R-R\cdot sin\alpha)\cdot g \cdot {\frac{M}{2}}=Mg\cdot {(2R+R\cdot cos\alpha-R\cdot sin\alpha)}</math>

Система не будет вращаться после взаимодействия с тележкой, т.к. является массивной и уравновешенной. Следовательно, изменение энергии характеризуется только изменением потенциальной энергии.
Получаем энергию, передаваемую стержнем тележке:

::<math>E_{ш}+E_{до}=E_{тел}+E_{после}</math>
::<math>\frac{m\cdot v_{0}^2}{2}+MgR=Mg\cdot {(2R+R\cdot cos\alpha-R\cdot sin\alpha)}+E_{тел}</math>
::<math>E_{тел}=\frac{m\cdot v_{0}^2}{2}+MgR-Mg\cdot {(2R+R\cdot cos\alpha-R\cdot sin\alpha)}</math>
::<math>Ответ:</math>
::<math>\frac{m\cdot v_{0}^2}{2}+MgR-Mg\cdot {(2R+R\cdot cos\alpha-R\cdot sin\alpha)}</math>

</div>
</div>


*Задача 13. (Гринёва Диана) Расчет конечной скорости тележки

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Задача13.jpg|thumb|right|Задача13|Расчет конечной скорости тележки]]
Для~того, чтобы вычислить скорость, с которой тележка вылетит с горки, запишем закон сохранения энергии:
::<math>Е_{п1}+Е_{к1}=Е_{к2}+Е_{п2}</math>
::<math>Е_{п1}=mgh_{1}</math>
::<math>Е_{к1}=0</math>
::<math>Е_{п2}=mgh_{2}</math>
::<math>Е_{к2}=\frac{mV^2}{2}</math>

::<math>mgh_{1}=\frac{mV^2}{2}~+~mgh_{2}</math> 
::<math>V=\sqrt{2g\cdot{(h_{1}-h_{2})}}</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>V=\sqrt{2g\cdot{(h_{1}-h_{2})}}</math>

</div>
</div>

<gallery>
Задача 13 решение.jpg|Задача 13
</gallery>

*Задача 14. (Игнатьева Анна) Расчет угла для необходимой силы натяжения нити

<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content">
[[File:Задача 14 (1).jpg|thumb]]
::<math>Дано:</math>
::<math>V_{бр}=32,3*4*2,8 см_{2}</math>
::<math>F=0,14H</math>
::<math>R=32,3см=0,323м</math>
::<math>Найти:a(угол)</math>
::<math>Решение:</math>
До того как игла проткнет шар, система находится в состоянии покоя; затем игла протыкает шар. Распишем момент сил относительно правого конца бруска:
::<math>FRsina=MgR</math>
::<math>a=arcsin\frac{MgR}{FR}</math>
Найдем массу бруска через его объем и плотность(360 кг/м_{3}):
::<math>M=pV=450*0,323*0,04*0,028=0,163 кг</math>
Где p - плотность бруска, V - его объем.
Тогда получим конечную формулу:
::<math>a=arcsin\frac{MgR}{FR}=arcsin\frac{0,163*10}{0,14}=arcsin0,93024 = 68,472 гр </math>
::<math>Ответ:</math>
::<math>a= 68,472 гр</math>

</div>
</div>

*Задача 15. (Панфилова София) Расчет силы, необходимой, чтобы выдернуть картонку из-под груза


<gallery>
Задача 15 решение.jpg|Задача 15
</gallery>

==Результаты по проекту==
Несмотря на то что в процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы, машина Голдберга выполняет необходимую задачу: включает лампочку.

Видео запуска машины Голдберга.

{{#widget:YouTube|id=rdPbUYwHdMs}}

Рабочий процесс создания машины Голдберга.

{{#widget:YouTube|id=mbf75SRTfYc}}

==Литература и ссылки==
# [https://dzhmao.ru/info/instruktsiya-po-okazaniyu-pervoy-dovrachebnoy-pomoshchi-.php Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи]
# [https://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions/166/146184/ Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом]
# [https://ru.wikihow.com/%D1%81%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D1%83-%D0%A0%D1%83%D0%B1%D0%B0-%D0%93%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0-%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BC%D1%83 Как создать машину Руба Голдберга самому]
# [http://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria Краткая теория по теоретической механике]
# [https://ru.wikipedia.org/wiki/Машина_Голдберга Машина Голдберга]
# [http://dfkit.ru Методическое пособие по использованию 3D принтера DFKit]
# [http://dfkit.ru Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit]
# Примеры различных машин Голдберга:
     [https://www.youtube.com/watch?v=6FzUx2EFk8s 75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos]
     [https://www.youtube.com/watch?v=UFSn8IwgQfw The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines]
     [https://www.youtube.com/watch?v=Di352crQeMA Marble run | Vivify cg]
     [https://www.youtube.com/watch?v=0tRaSUwh5gM Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум]