Difference between revisions of "Машина Голдберга, разбивающая яйцо"

From Department of Theoretical and Applied Mechanics
Jump to: navigation, search
(→‎Расчеты элементов проекта)
(→‎Действия, выполняемые машиной Голдберга)
 
(12 intermediate revisions by 2 users not shown)
Line 20: Line 20:
  
 
===Проектная команда===
 
===Проектная команда===
−
'''Группа 13151/1'''
+
'''Группа 13131/8'''
 
* Ипатов Вениамин  
 
* Ипатов Вениамин  
 
* Юрий Нам  
 
* Юрий Нам  
Line 36: Line 36:
 
==Работа по проекту==
 
==Работа по проекту==
 
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
 
===Действия, выполняемые машиной Голдберга===
−
[[File:Теормехмашина.png|thumb|Схема устройства машины Голдберга, разбивающей яйцо]]
+
[[File:теормехобщий.png|400px]]
−
# Запуск пружины, толкающей тележку
+
# Запуск пружины, толкающей шарик
−
# Тележка катится по доске и приводит в движение мячик
+
# Шарик катится по мёртвой петле
−
# Мячик катится вниз по мертвой петле и толкает доминошку
+
# Шарик толкает домино
−
# Доминошки толкают двойной рычаг
+
# Домино толкает мячик
−
# Шарики по рычагу скатываются в емкость с водой
+
# Мячик приводит в действие рычаг
−
# Емкость переполняется и вода вытекает в ведро рычага
+
# Рычаг приводит в действие другой мячик
−
# Рычаг перетягивает препятствие машинки
+
# Мячик выбивает из углубления другой мячик
−
# Машинка начинает движение и толкает топор
+
# Мячик падает в емкость весов
−
# Топор перерубает нить, удерживающую первый шарик маятника Ньютона
+
# Весы высвобождают мячик
−
# Последний шарик маятника толкает свечу
+
# Шарик передает энергию качения топору
−
# Свеча скатывается по плоскости и пережигает нить, удерживающую шарик
+
# Топор перерубает нить
−
# Шарик взлетает и толкает яйцо. Оно разбивается
+
# Активируется маятник Ньютона
 +
# Мячик взлетает на рампе и ударяет мячик для гольфа
 +
# Мячик для гольфа разбивает яйцо
  
 
===Материалы и предметы для создания проекта===
 
===Материалы и предметы для создания проекта===
 
* Мячики
 
* Мячики
−
* Тележка
 
−
* Машинка
 
 
* Рычаг
 
* Рычаг
 
* Маятник Ньютона
 
* Маятник Ньютона
 
* Фанера
 
* Фанера
 
* Доски
 
* Доски
−
* Свеча
 
 
* Клей
 
* Клей
 
* Веревка
 
* Веревка
−
* Воздушный шарик
 
−
* Коробка
 
 
* Молоток
 
* Молоток
−
* Домино
 
 
* Скотч
 
* Скотч
 
* Стаканчик
 
* Стаканчик
 +
* Яйцо
 +
* Сковорода
 +
* Труба
 +
 
===Инструменты для создания проекта===
 
===Инструменты для создания проекта===
−
 
+
* Шуруповёрт
 +
* Молоток
 +
* Клей
 +
* Лобзик
  
 
===Этапы создания проекта===
 
===Этапы создания проекта===
Line 92: Line 95:
 
| Я её делаю один
 
| Я её делаю один
 
| Страница оформлена
 
| Страница оформлена
 +
|-
 +
| 17.06.19
 +
| Дооформление задач
 +
| Долгий сбор задач
 +
| Страница оформлена окончательно
 
|}
 
|}
−
 
  
 
==Расчеты элементов проекта==
 
==Расчеты элементов проекта==
−
*Расчет удара пружины о мячик
+
*1)Расчет удара пружины о мячик(Медведев Вячеслав)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:теормех1.PNG|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
  
−
*Расчет удара тележки о мячик
+
*2)расчет уклона для мертвой петли с использованием скорости(Максим Белоусов)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:теормехзадача9.png|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
  
 +
*3)Расчет удара мячика по первой доминошке(Ипатов Вениамин)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:ипатовзадача.PNG|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
−
*Расчет удара мячика по первой доминошке
 
  
 +
*4)Расчет рычага(Пугаченко Павел)
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Тележка и домино.png|thumb|300px|Схема для расчёта скорости, с которой тележка должна сбивать домино]]
+
[[File:теормех45.PNG|400px]]
−
::<math>Дано:</math>
+
</div>
−
::<math>m_{шарик}=0{,}15~кг</math>
+
</div>
−
::<math>m_{домино}=0{,}02~кг</math>
 
−
::<math>t=1~c</math>
 
  
−
::<math>Найти:~v</math>
 
−
 
−
::<math>Решение:</math>
 
−
::<math>p=F_{взаимод}\cdot t</math>
 
−
::<math>F_{взаимод}>F_{т.домино}=m_{домино}\cdot g = 0{,}02\cdot 10 = 0{,}2~H</math>
 
−
::<math>p_{шарик}=m_{шарик}\cdot v</math>
 
−
::<math>v=\frac{p_{шарик}}{m_{шарик}}</math>
 
−
::<math>p_{шарик}=p=F_{т.домино}\cdot dt</math>
 
−
::<math>v=\frac{F_{т.домино}\cdot dt}{m_{шарик}} = \frac{0{,}2\cdot 1}{0{,}15} = 1{,}33~м/с</math>
 
−
 
−
::<math>Ответ:</math>
 
−
::<math>v=1{,}33~м/с</math>
 
  
 +
*5);6)Расчет выемки с шариком(Аль-Хайят Недал и Васильев Александр)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:теормех5.PNG|400px]]
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
−
 
−
 
−
 
−
 
−
 
−
 
−
 
−
*Расчет домино
 
−
 
−
 
−
 
−
*Расчет рычагов
 
−
 
 
   
 
   
  
−
*Расчет массы воды, необходимой для весов
+
*7);8)Расчет поднятия заслонки и удара шарика о топор(Егор Серьга и Нам Юрий)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:теормех77.PNG|400px]]
 +
[[File:теормех7.PNG|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
  
 +
*9)Расчет энергии топора для разрубания нити(Никита Плетнёв)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:термехзадаgча99.png|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
−
*Расчет весов
 
  
  
 +
*10)Расчет импульса удара шариков в маятнике Ньютона(Медина-Лобо Алан)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:теормехзадача2ипатов.PNG|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
−
*Расчет массы тележки для удара по топору
 
  
 +
*11)Расчет удара топора о кнопку(Ходачук Роман)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:теормех11.PNG|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
  
−
*Расчет скорости и импульса молотка после начала движения
+
*12)Расчет радиуса мертвой петли для передачи давления рейке(Демкин Иван)
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 
<div class="mw-collapsible-content">  
 
<div class="mw-collapsible-content">  
−
[[File:Задача, Скляров.jpg|thumb|Расчет скорости и импульса молотка после начала движения]]
+
[[File:теормех12.PNG|400px]]
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>
  
  
−
*Расчет силы удара шариков в маятнике Ньютона
+
*13)Сила, необходимая для сдвига яйца(Кузнецов Михаил)
 +
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
 +
<div class="mw-collapsible-content">
 +
[[File:задача133.png|400px]]
 +
</div>
 +
</div>
  
  
  
−
*Расчет силы трения при спуске свечи
+
*14)Расчет высоты падения шарика для разбития яйца(Чайников Никита)
−
 
+
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
−
 
+
<div class="mw-collapsible-content">
−
 
+
[[File:теормех14.PNG|400px]]
−
*Расчет силы Архимеда шарика для разбития яйца
+
</div>
 +
</div>
  
 
==Результаты по проекту==
 
==Результаты по проекту==
Line 177: Line 205:
  
 
Видео запуска машины Голдберга.
 
Видео запуска машины Голдберга.
−
 
+
{{#widget:YouTube|id=LA-A6rqPslg}}
  
 
Видео, запускаемое на ноутбуке, показывает рабочий процесс создания машины Голдберга.
 
Видео, запускаемое на ноутбуке, показывает рабочий процесс создания машины Голдберга.

Latest revision as of 09:38, 17 June 2019

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[edit]

Актуальность[edit]

Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться использовать оборудование для цифрового производства DFKit. В частности 3D принтер и ЧПУ лазерный станок.

Цель проекта[edit]

Создать машину Голдберга, которая будет выполнять цепочку взаимодействий, приводящих к разбитию яйца.

Задачи проекта[edit]

  1. Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
  2. Подобрать необходимые материалы, предметы и инструменты для создания проекта
  3. Произвести расчеты и вычисления для определения параметров отдельных частей проекта
  4. Создать схему машины Голдберга
  5. Сделать отдельные части проекта
  6. Собрать машину Голдберга
  7. Произвести пробные запуски и устранить недочеты
  8. Смонтировать видео
  9. Произвести показательный запуск машины Голдберга
  10. Создать вики-страницу проекта

Проектная команда[edit]

Группа 13131/8

  • Ипатов Вениамин
  • Юрий Нам
  • Аль Хайят Недал
  • Медина Лобо Алан Гонзало
  • Пугаченко Павел
  • Чайников Никита
  • Белоусов Максим
  • Васильев Александр
  • Серьга Егор
  • Дёмкин Иван
  • Медведев Вячеслав
  • Ходачук Роман

Работа по проекту[edit]

Действия, выполняемые машиной Голдберга[edit]

Теормехобщий.png

  1. Запуск пружины, толкающей шарик
  2. Шарик катится по мёртвой петле
  3. Шарик толкает домино
  4. Домино толкает мячик
  5. Мячик приводит в действие рычаг
  6. Рычаг приводит в действие другой мячик
  7. Мячик выбивает из углубления другой мячик
  8. Мячик падает в емкость весов
  9. Весы высвобождают мячик
  10. Шарик передает энергию качения топору
  11. Топор перерубает нить
  12. Активируется маятник Ньютона
  13. Мячик взлетает на рампе и ударяет мячик для гольфа
  14. Мячик для гольфа разбивает яйцо

Материалы и предметы для создания проекта[edit]

  • Мячики
  • Рычаг
  • Маятник Ньютона
  • Фанера
  • Доски
  • Клей
  • Веревка
  • Молоток
  • Скотч
  • Стаканчик
  • Яйцо
  • Сковорода
  • Труба

Инструменты для создания проекта[edit]

  • Шуруповёрт
  • Молоток
  • Клей
  • Лобзик

Этапы создания проекта[edit]

Срок Задача Возникающие проблемы Что сделано к сроку
05.03.19 Определить последовательность действий машины Голдберга Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам. Определена основная последовательность.
19.03.19 Еще раз определить последовательность действий машины Голдберга Пришли к какому-то консенсусу Определена последовательность, сделан набросок действий. Начата работа над страницей
14.04.19 Оформление страницы Я её делаю один Страница оформлена
17.06.19 Дооформление задач Долгий сбор задач Страница оформлена окончательно

Расчеты элементов проекта[edit]

  • 1)Расчет удара пружины о мячик(Медведев Вячеслав)

Теормех1.PNG


  • 2)расчет уклона для мертвой петли с использованием скорости(Максим Белоусов)

Теормехзадача9.png


  • 3)Расчет удара мячика по первой доминошке(Ипатов Вениамин)

Ипатовзадача.PNG


  • 4)Расчет рычага(Пугаченко Павел)

Теормех45.PNG


  • 5);6)Расчет выемки с шариком(Аль-Хайят Недал и Васильев Александр)

Теормех5.PNG


  • 7);8)Расчет поднятия заслонки и удара шарика о топор(Егор Серьга и Нам Юрий)

Теормех77.PNG Теормех7.PNG


  • 9)Расчет энергии топора для разрубания нити(Никита Плетнёв)

Термехзадаgча99.png


  • 10)Расчет импульса удара шариков в маятнике Ньютона(Медина-Лобо Алан)

Теормехзадача2ипатов.PNG


  • 11)Расчет удара топора о кнопку(Ходачук Роман)

Теормех11.PNG


  • 12)Расчет радиуса мертвой петли для передачи давления рейке(Демкин Иван)

Теормех12.PNG


  • 13)Сила, необходимая для сдвига яйца(Кузнецов Михаил)

Задача133.png


  • 14)Расчет высоты падения шарика для разбития яйца(Чайников Никита)

Теормех14.PNG

Результаты по проекту[edit]

Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: разбивает яйцо. 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.

Видео запуска машины Голдберга.

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

Retrieved from "http://mech.spbstu.ru/?title=Машина_Голдберга,_разбивающая_яйцо&oldid=122883"