Редактирование: Машина Голдберга, запускающая видео на ноутбуке

'''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 работать с оборудованием ФабЛаба, как с ручным инструментом, так и с цифровыми станками.
===Цель проекта===
Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих ко включению видео на ноутбуке.
===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 чертеж машины Голдберга
# Сделать отдельные части проекта
# Собрать машину Голдберга
# Произвести пробные запуски и устранить недочеты
# Смонтировать видео
# Произвести показательный запуск машины Голдберга
# Порадоваться 
# Вспомнить, сколько у тебя еще долгов, и рыдать два часа
# Создавать эту вики-страницу вместо расчеток по вычмату
# Повторить п.11 необходимое количество раз
===Проектная команда===
'''Группа 23533/1'''
* Александров Роман
* Аристова Анастасия
* Бурячек Ирина
* Головаков Илья
* Гребенюк Денис
* Гусева Анастасия
* Докучаева Татьяна
* Иванова Валерия
* Иванчев Юрий
* Курочкина Валентина
* Марина Диана
* Огнев Денис
* Орлова Валерия
* Пересвет Варвара
* Семенов Андрей
* Сулейманов Артур
* Хитрова Яна
==Работа по проекту==
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
[[File:Sketch of the Goldberg's machine.png|thumb|Набросок устройства машины Голдберга, запускающей видео на ноутбуке]]
# Свечка на кексике пережигает верёвку, которая удерживает качающийся маятник
# Маятник качается и сбивает домино
# Цепная реакция домино доходит до лестницы №1, домино, стоящие на ней, тоже падают
# Домино на верхней ступени лестницы №1 падает и сбивает мячик №1
# Мячик падает на двуплечий рычаг №1
# Плечо рычага, на которое упал мячик №1, опускается, второе поднимается
# Поднимающееся плечо рычага №1 приводит в действие двуплечий рычаг №2
# С рычага №2, как с катапульты, запускается мячик №2
# Мячик №2 попадает в пружинящую поверхность и отскакивает от неё в воронку
# Скатившись по воронке, мячик №2 попадает в тележку и толкает её
# Поехавшая тележка толкает домино
# Падающие домино создают цепную реакцию и сбивают домино на ступенях лестницы №2
# Домино на верхней ступени лестницы №2 падает и сбивает мячик №3
# Мячик №3 толкает рычаг №3
# Рычаг №3 падает и нажимает на кнопку ноутбука
# Видео включается
===Материалы и предметы для создания проекта===
* Мячики
* Тележка
* Кексик
* Свечка
* Воронка
* Фанера
* Доски
* Пенопласт
* Пеноплекс
* Клей
* Крепежные уголки
* Веревка
* Гвозди
* Саморезы
* Гайки
* Скотч
===Инструменты для создания проекта===
* Лазерный станок
* Настольный сверлильный станок
* Лобзик
* Пила ручная
* Молоток
* Отвертки
* Линейка
* Рулетка
* Карандаш
* Руки
===Этапы создания проекта===
{| class="wikitable"
|-
|'''Срок'''
|'''Задача'''
|'''Возникающие проблемы'''
|'''Что сделано к сроку'''
|-
| 27.09.18
| Определить последовательность действий машины Голдберга
| Мы ругаемся и деремся за свои идеи. Кто-то хочет, чтобы в процессе отрубалась голова куклы и брызгала кровь.
| Определена основная последовательность. Все еще ведутся бои за локальные действия (гильотина, брызги крови и все такое).
|-
| 04.10.18
| Наконец-то определить последовательность действий машины Голдберга
| Пришлось развести дерущихся по разным углам
| Определена последовательность, сделан набросок действий
|-
| 11.10.18
| Найти материалы для проекта
| Приходится шариться по помойкам. Мы как будто в постапокалипсисе.
| Натаскали в выделенную комнату кучу обрезков
|-
| 18.10.18
| Найти предметы и инструменты для проекта
| Не было проблем, в ФабЛабе можно много чего найти
| Натаскали в выделенную комнату предметы
|-
| 25.10.18
| Начать расчеты
| Никто не умеет считать. Все паникуют. Кто-то рыдает в углу.
| Определили, что нужно считать. Выполнили годовую норму осадков в виде слёз.
|-
| 01.11.18
| Наконец-то начать расчеты
| Все еще никто не умеет считать. Все паникуют. Кто-то рыдает в углу.
| Посидели, поплакали. Определили, как нужно считать. Разделили задания по группам.
|-
| 08.11.18
| Продолжить расчеты
| "Жизнь - это страдания, а теормех - часть жизни." © группа 23533/1
| Ну что-то там у нас посчиталось
|-
| 15.11.18
| Продолжить расчеты дальше
| Пружинящая поверхность - это слишком сложно
| Выкинули пружинящую поверхность, посчитали без неё
|-
| 22.11.18
| Закончить расчеты
| "Господи, когда уже это всё закончится." © группа 23533/1
| Ну вроде досчитали всё
|-
| 29.11.18
| Создать чертеж
| Чертить сложно
| Сделали чертеж
|-
| 06.12.18
| Сделать рычаги, лестницы, домино, качающийся маятник
| Непонятно, как делать рычаги
| Решили, как сделать рычаги. Сделали всё
|-
| 13.12.18
| Покрасить домино. Собрать всё вместе. Сделать пробные запуски.
| С кексиком проблема. На запусках всё плохо
| Покрасили, собрали, позапускали. Будем делать без кексика, просто так всё сожжём. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках: сделали подставки под лестницы и воронку, отпилили кусок воронки. Рычаг №3 будет нажимать не на кнопку, а на мышь.
|-
| 20.12.18
| Монтирование видео. Презентация машины Голдберга
| "А давайте покрасим?" за два часа до презентации. Во время показа загорелась краска, а не сама веревка. Из-за этого шарику №1 не хватило импульса.
| Доминошку можно и рукой толкнуть. Презентовали, нас похвалили. Видео шикарное и очень смешное.
|-
| 25.12.18
| Создать вики-страницу проекта
| ''Дорогой дневник, сегодня 23 декабря 2018 года от Рождества Христова, первый час ночи... Я должна спать, почему я создаю эту страницу?''
| Результат перед глазами
|}

==Расчеты элементов проекта==
* 
*Проверка условия движения рычага №2 в результате падения шарика №1 на рычаг №1
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Рычаги.png|thumb|300px|Схема взаимодействия шарика и двуплечих рычагов]]
::<math>Дано:</math>
::<math>m_{шар}=0{,}03~кг</math>
::<math>m_{рыч}=0{,}1~кг</math>
::<math>h=0{,}1~м</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>Перед ~соударением ~шарика ~с ~рычагом ~по ~закону ~сохранения ~энергии:</math>
::<math>m_{шар}gh=\frac{m_{шар} \cdot v_{шар}^2}{2}</math>
::<math>v_{шар}=\sqrt {2gh}=1{,}41~м/с </math>
::<math>После ~соударения ~по ~закону ~сохранения ~энергии:</math>
::<math>\frac{m_{шар} \cdot v_{шар}^2}{2}=\frac{m_{рыч} \cdot v_{рыч}^2}{2} + \frac{m_{шар} \cdot v_{шар~после}^2}{2}</math>
::<math>По~закону ~сохранения ~импульса:</math>
::<math>m_{рыч} \cdot v_{шар} = \frac{m_{рыч} \cdot v_{рыч}}{2} + v_{шар~после}\cdot m_{шар}</math>
::<math>v_{рыч} = \frac{2\cdot m_{шар} \cdot v_{шар}}{m_{шар}+m_{рыч}/2} = \frac{2\cdot 0{,}03 \cdot 1{,}41}{0{,}03+0{,}1/2} = 1{,}065~м/с</math>
::<math>По~закону ~сохранения ~импульса:</math>
::<math>m_{шар} \cdot v_{шар} = m_{шар} \cdot v_{шар~после} + \frac{m_{рыч} \cdot v_{рыч}}{2}</math>
::<math>Чтобы ~привести ~в ~движение ~рычаг ~№2, ~необходимо:</math>
::<math>v_{рыч}>\sqrt {gh}=1 ~м/с</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>v_{рыч}=1{,}065~м/с~>\sqrt {gh}=1 ~м/с,~следовательно, ~вторая ~балка ~придёт ~в ~движение.</math>

</div>
</div>


*Расчет импульса, который необходимо придать тележке для начала её движения вниз по склону
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Тележка схема.png|thumb|200px|Схема для расчета импульса, необходимого для начала движения тележки]]
::<math>Дано:</math>
::<math>m_{тележка}=0{,}15~кг</math>
::<math>dt=1~c</math>
::<math>\alpha=45^\circ</math>
::<math>\mu=0{,}2</math>

::<math>Найти:~p</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>p=F_{взаимод}\cdot dt</math>
::<math>\vec{F} + \vec{N} + m\vec{g} = 0</math>
::<math>OX:~-F_{тр}+mg\cdot sin\alpha = 0</math>
::<math>OY:~N=mg\cdot cos\alpha</math>
::<math>F_{тр}=\mu \cdot N=\mu \cdot mg\cdot sin\alpha</math>
::<math>F_{тр}=0{,}2\cdot 0{,}15\cdot 10\cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 0{,}21~H</math>
::<math>p=0{,}21\cdot 1 = 0{,}21~\frac{кг\cdot м}{с}</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>p=0{,}21~\frac{кг\cdot м}{с}</math>

</div>
</div>


*Расчет скорости, с которой должна ехать тележка, чтобы запустить цепную реакцию падающих домино
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Тележка и домино.png|thumb|200px|Схема для расчёта скорости, с которой тележка должна сбивать домино]]
::<math>Дано:</math>
::<math>m_{тележка}=0{,}15~кг</math>
::<math>m_{домино}=0{,}02~кг</math>
::<math>dt=1~c</math>

::<math>Найти:~v</math>

::<math>Решение:</math>
::<math>p=F_{взаимод}\cdot dt</math>
::<math>F_{взаимод}>F_{т.домино}=m_{домино}\cdot g = 0{,}02\cdot 10 = 0{,}2~H</math>
::<math>p_{тележка}=m_{тележка}\cdot v</math>
::<math>v=\frac{p_{тележка}}{m_{тележка}}</math>
::<math>p_{тележка}=p=F_{т.домино}\cdot dt</math>
::<math>v=\frac{F_{т.домино}\cdot dt}{m_{тележка}} = \frac{0{,}2\cdot 1}{0{,}15} = 1{,}33~м/с</math>

::<math>Ответ:</math>
::<math>v=1{,}33~м/с</math>

</div>
</div>

==Результаты по проекту==
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: нажимает на кнопку для запуска видео. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Вычисления немного подвели: пришлось исправлять высоту и длину некоторых конструкций. Возможно, если потестировать побольше, выявились бы еще несовершенства, но кому это надо. Всё остальное великолепно, прекрасно, замечательно.

Вот, посмотрите, насколько всё превосходно!

{{#widget:YouTube|id=5enBCKGQ75I}}

Видео, запускаемое на ноутбуке, показывает рабочий процесс создания машины Голдберга.

{{#widget:YouTube|id=Nns4rjPvjyA}}


==Литература и ссылки==
# [https://studlance.ru/zakaz/reshenie-zadach-teoreticheskaya-mehanika Заказать решение задач по теоретической механике без регистрации и смс срочно]
# [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/%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%82%D1%8C%D1%81%D1%8F-%D1%81%D0%BE-%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D0%BC,-%D0%B2%D1%8B%D0%B7%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%BC-%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BE%D0%B9 Как бороться со стрессом, вызванным учебой]
# [https://ru.wikihow.com/%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D1%82%D1%8C,-%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%B4%D0%B0-%D0%B2%D1%8B-%D0%BE%D1%87%D0%B5%D0%BD%D1%8C-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D1%8B Как перестать плакать, когда вы очень расстроены]
# [https://ru.wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D1%8F%D1%82%D1%8C-%D0%B4%D0%B2%D1%83%D1%85-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B2%D1%88%D0%B8%D1%85%D1%81%D1%8F-%D0%BB%D1%8E%D0%B4%D0%B5%D0%B9 Как разнять двух подравшихся людей]
# [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]
# [https://vk.com/fishread Мемы с рыбами, пытающимися читать]
# 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]