Машина Голдберга, поливающая рассаду. Андреев В.М. и Ложкин Н.С. 3150801/90003

Машина Голдберга — устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий.

Описание

Актуальность

Нестандартный подход к обучению, использование пройденного материала по курсу теоретической механики, применение гибкого мышления - составляющие актуальности данного проекта. Для инженера важен практический подход к усвоению теории. При создании машины Голдберга были использованы подручные материалы. На основе простой схемы был выполнен сам проект. Анализ позволил убедиться в работе машины.

Цель проекта

Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, будет поливать рассаду.

Задачи проекта

1. Придумать последовательность действий для проекта
2. Создать схему машины Голдберга, провести мысленный эксперимент
3. Выбрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты из имеющихся дома
4. Собрать машину Голдберга
5. Произвести пробные запуски и устранить недочеты
6. Произвести показательный запуск машины Голдберга
7. Снять результат на видео
8. Провести анализ и сделать необходимые расчеты
9. Создать вики-страницу проекта

Действия, выполняемые машиной Голдберга

1. Поезд силой приводится в движение
2. Поезд толкает доминошку, вызывая цепную реакцию
3. Последняя доминошка приводит в движение поезд, покоящийся на наклонной плоскости
4. Поезд скатывается с наклонной плоскости и выводит из состояния равновесия домино
5. Большая доска падает на рычаг, тем самым приводя в движение металлическое кольцо
6. Металлическое кольцо падает, натягивая верёвку, привязанную к курку.
7. Производится выстрел. Стрела протыкает бутылку, вытекающая вода поливает рассаду.

Материалы и предметы для создания проекта

• Домино
• Два детских поезда
• Конструктор
• Стеклянный шарик
• Две досочки
• Деревянная железная дорога
• Веревка
• Арбалет
• Металлическое кольцо

Инструменты для создания проекта

• Шуруповёрт
• Пила

Этапы создания проекта

Срок	Задача	Возникающие проблемы	Что сделано к сроку
10.05.20	Определить конечное действие, выполняемое машиной Голдберга, а также цели и главную идею проекта.		Придумана концепция, основные шаги.
18.05.20	Обдумать последовательность шагов, сделать предварительную схему.		Продумана последовательность, сделаны черновые варианты схемы.
21.05.20	Сделать окончательный вариант схемы. Обдумать, какие материалы и инструменты нужны для сборки.		Сделана схема. Определён набор инструментов и материалов:
25.05.20	Найти все нужные материалы и инструменты. Начать собирать Машину.	Возникли трудности с поиском части материалов и инструментов. Сборка Машины отложена.	Найдена лишь часть материалов.
30.06.20	Найти оставшиеся инструменты и материалы.		Инструменты и материалы найдены у друзей и знакомых.
3.06.20	Собрать Машину. Протестировать в действии.	Проделано несколько неудачных попыток собрать Машину.	Рабочий вариант Машины в итоге собран. Придуманы условия части задач.
4.06.20	Снять видео. Придумать условия задач.	Придуманы условия не всех задач.	Придуманы условия 5 из 6 задач. Видео снято.
12.06.20	Закончить задачи. Выполнить расчёты.		Выполнены расчёты 5 задач из 6.
15.06.20	Выполнить расчёты последней задачи.		С трудом, задача выполнена.
17.06.20	Проанализировать выполненную работу и создать Wiki-страницу проекта.	Часть задач были неправильно оформлены.	Создана Wiki-страничка Машины Голдберга. Переделаны и переоформлены некоторые задачи. Всё готово.
	Итог работы - данная вики-страница.

Расчеты элементов проекта

• Задача 1 - Поезд проезжает расстояние и останавливается, необходимо найти начальную скорость.
• Задача 2 - Найти силу, необходимую, чтобы вывести доминошку из состояния равновесия.
• Задача 3 - Найти силу, необходимую для сдвига металлического кольца.
• Задача 4 - Найти угол, при котором поезд будет покоиться на наклонной плоскости.
• Задача 5 - Какую силу надо применить, чтобы привести в движение поезд, стоящий на горизонтальных рельсах.
• Задача 6 - Найти максимальное расстояние между арбалетом и бутылкой, такое, чтобы стрела попала в бутылку.

• ВСЕ расчеты представлены по ссылке: https://drive.google.com/drive/folders/1BLfS0sHEruvPwi5Ig-sl92Xbn53UK_6G?usp=sharing
• ВИДЕО с работой машины: https://drive.google.com/file/d/17_Gn-j5CGo9w55yEdPgX5zkQDaniB_r3/view?usp=sharing
• Общая схема проекта: https://drive.google.com/file/d/1f-4D_6GOpQ_7HDoAJ5vms4gd-fh2zoPW/view?usp=sharing

Результаты по проекту

Спустя некоторое время работы был выполнен проект - машина Голдберга, поливающая рассаду. С помощью практических действий и решений возникающих проблем была достигнута цель, то есть машина исправно работает. Были мною закреплены знания таких областей теоретической механики как СТАТИКА и КИНЕМАТИКА. Практическая работа позволила лучше разобраться в данных темах, развила терпение и пространственное мышление, что является необходимым для инженера.