Difference between revisions of "Машина Голдберга, разбивающая яйцо"

From Department of Theoretical and Applied Mechanics
Jump to: navigation, search
(Расчеты элементов проекта)
(Расчеты элементов проекта)
Line 107: Line 107:
 
<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:ипатовзадача.PNG|400px]]
::<math>Дано:</math>
 
::<math>m_{шарик}=0{,}15~кг</math>
 
::<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>
 
  
 
</div>
 
</div>
Line 155: Line 138:
  
  
*Расчет скорости и импульса молотка после начала движения
+
*Расчет скорости и импульса маятника Ньютона
 +
 
 
<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:теормехзадача2ипатов.PNG|400px]]
 
</div>
 
</div>
 
</div>
 
</div>

Revision as of 22:11, 14 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

Актуальность

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

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

Задачи проекта

  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

Группа 13151/1

  • 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

Действия, выполняемые машиной Голдберга

Схема устройства машины Голдберга, разбивающей яйцо
  1. Запуск пружины, толкающей тележку
  2. Тележка катится по доске и приводит в движение мячик
  3. Мячик катится вниз по мертвой петле и толкает доминошку
  4. Доминошки толкают двойной рычаг
  5. Шарики по рычагу скатываются в емкость с водой
  6. Емкость переполняется и вода вытекает в ведро рычага
  7. Рычаг перетягивает препятствие машинки
  8. Машинка начинает движение и толкает топор
  9. Топор перерубает нить, удерживающую первый шарик маятника Ньютона
  10. Последний шарик маятника толкает свечу
  11. Свеча скатывается по плоскости и пережигает нить, удерживающую шарик
  12. Шарик взлетает и толкает яйцо. Оно разбивается

Материалы и предметы для создания проекта

  • Мячики
  • Тележка
  • Машинка
  • Рычаг
  • Маятник Ньютона
  • Фанера
  • Доски
  • Свеча
  • Клей
  • Веревка
  • Воздушный шарик
  • Коробка
  • Молоток
  • Домино
  • Скотч
  • Стаканчик

Инструменты для создания проекта

Этапы создания проекта

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


Расчеты элементов проекта

  • Расчет удара пружины о мячик


  • Расчет удара тележки о мячик


  • Расчет удара мячика по первой доминошке

Ипатовзадача.PNG




  • Расчет домино


  • Расчет рычагов


  • Расчет массы воды, необходимой для весов


  • Расчет весов


  • Расчет массы тележки для удара по топору


  • Расчет скорости и импульса маятника Ньютона

Теормехзадача2ипатов.PNG


  • Расчет силы удара шариков в маятнике Ньютона


  • Расчет силы трения при спуске свечи


  • Расчет силы Архимеда шарика для разбития яйца

Результаты по проекту

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.