Машина голдберга для англичанина
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».
Содержание
Описание[править]
Актуальность[править]
Качественное усвоение информации студентами является ключевым моментом обучения. Создание машины Голдберга позволяет не только запомнить информацию курса теоретической механики, но и применить её на практике, а также научиться использовать предметы повседневной жизни нестандартным образом. Кроме того, при создании устройства студенты используют современные программы, что повышает их уровень заинтересованности в новых технологиях.
Цель проекта[править]
Создать машину Голдберга, результатом которой будет заваривание чая для одинокого англичанина, а также теоретический расчёт некоторых шагов машины.
Задачи проекта[править]
- Определить последовательность шагов, из которых будет состоять машина Голдберга
- Создать схему машины Голдберга
- Подобрать необходимые для создания машины материалы, предметы и инструменты
- Собрать машину Голдберга
- Произвести пробные запуски и устранить недочеты
- Произвести финальный запуск
- Снять результат на видео
- Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
- Создать вики-страницу проекта
Проектная команда[править]
группа 3130801/00009
- Москальонова Полина Андреевна
- Мезенцева Валерия Ивановна
- Бордюг Полина Юрьевна
Работа по проекту[править]
Схема установки[править]
Действия, выполняемые машиной Голдберга[править]
- Одинокий англичанин кладёт попрыгунчик на наклонную плоскость. Таким образом происходит запуск машины Голдберга.
- Мячик под действием силы тяжести начинает движение по наклонной плоскости с ускорением.
- Из наклонной плоскости мячик попадает в корзинку, соединённую через нитку и бутылку(неподвижный блок) с другой такой же корзинкой. Это нарушает равновесие, существовавшее между корзинками, что приводит к появлению ускорения у обеих корзинок и смещения их из положения равновесия.
- Переместившись наверх, корзинка толкает закреплённый на наклонной плоскости попрыгунчик. Шарик скатывается под действием силы тяжести к трубке.
- Попадая в длинную трубу, шарики летит вниз под действием силы тяжести и попадет на наклонную плоскость.
- Под действием силы тяжести шарик скатывается по наклонной плоскости с ускорением.
- Преодолев небольшой путь, шарик сталкивается с книгой и выводит её из положения равновесия.
- Первая книга при падении ударяет следующую, вызывая её падение. Следующая книга действует аналогично.
- Последняя книга при падении разрезает ножом заранее закреплённую леску, чем вызывает движение маятника.
- Под действием силы натяжения нити, маятник движется вперёд до столкновения с пакетиком чая каркадэ.
Пакетик падает в кружку и одинокий англичанин может насладиться любимым напитком.
Материалы и предметы для создания проекта[править]
- Картон
- Скотч
- Леска
- Бутылка
- Попрыгунчики
- Швабра
- Нитки мулине
- Бумага А4
- Книги по физике Иродова
- Нож
- Стул
- Чашка
- Чайный пакетик
Инструменты для создания проекта[править]
- Ножницы
- Шпатель
- Фломастеры
Этапы создания проекта[править]
Срок | Задача | Возникающие проблемы | Что сделано к сроку |
03.02.2021 | Обсуждение полученного задания. Размышления над концепцией проекта. | Возникновение разногласий между участниками проекта вследствие несовместимости представления финальной версии проекта. | Создание первой версии машины Голдберга и проработка основных шагов. |
17.02.2021 | Создать схематичное изображение будущей машины. | Возникновение споров на счёт оформления схемы и правильности выполнения. Распад команды. | Создание схемы машины Голдберга в черновом варианте. |
03.03.2021 | Проверка отдельных шагов на возможность осуществления в реальных условиях. | Многие шаги невозможно осуществить. | Полный пересмотр машины и редакция отдельных шагов. |
17.03.2021 | Подбор материалов, необходимых для создания машины. | Трудностей на данном этапе не выявлено. | Выбраны материалы для дальнейшей работы. |
28.04.2021 | Сбор машины Голдберга и съёмка видео. | Не все шаги сработали. | Все элементы отлажены. |
12.05.2021 | Завершение работы над машиной и съёмка видео. | Трудностей на этапе не возникло. | Снято видео работы машины. |
14.05.2021 | Cоздание чертежа в AutoCAD, выполнение задач по расчету шагов машины | Нехватка времени для выполнения задания | Выполнен чертеж, расчитана большая часть шагов |
31.05.2021 | Завершение работы по расчету шагов машины | Не возникло | Готовы все материалы для создания вики-страницы |
13.06.2021 | Оформление вики-страницы | Трудности при создание вики-страницы из-за незнания языка программирования | Приобретение необходимые знаний по оформлению вики-страницы. Создание страницы проекта. |
Расчёты элементов проекта[править]
- расчет скорости, с которой вылетит шарик с поверхности наклонной плоскости
Решение задачи [3]
- расчет скорости грузов движущихся через неподвижный блок после падения мячика.
Решение задачи [4]
- расчет конечной скорости свободно падающего шарика и время его падения
Решение задачи [5]
- расчет угла наклона картонки, позволяющего выдержать вес шарика
Решение задачи [6]
- расчет силы, опрокидывающей книгу
Решение задачи [7]
- расчет силы натяжения нити маятника при его отклонении от положения равновесия в начальный момент времени
Решение задачи [8]
Результаты по проекту[править]
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: наливает чай одинокому англичанину. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы.
Видео запуска машины Голдберга
Литература и ссылки[править]
- Теоретическая механика. Терминология. Буквенные обозначения величин: Сборник рекомендуемых терминов. Вып. 102. М.: Наука, 2007. – 48с
- Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов/С.М.Тарг.-15-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2008.-415 с.
- Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи
- Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом
- Примеры различных машин Голдберга