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

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск

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

Описание[править]

Актуальность[править]

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[править]

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

Задачи проекта[править]

  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[править]

  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[править]

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

Инструменты для создания проекта[править]

  • Шуруповёрт
  • Пила

Этапы создания проекта[править]

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[править]

  • 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 - Найти конечную скорость поезда на наклонной плоскости, выведенного из состояния покоя.
  • Задача 6 - Найти максимальное расстояние между арбалетом и бутылкой, такое, чтобы стрела попала в бутылку.

Результаты по проекту[править]

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.