Иркутск
2020-2021
Паспорт проекта
| Тема проекта | Машина Голдберга |
| Учебный предмет, в рамках которого проводится работа над проектом | 3D моделирование, информатика |
| Учитель-предметник | Пушмина Людмила Владимировна |
| Тип проекта | Информационный |
| Цель проекта | Проинформировать учащихся о строении «Машин Голдберга» и создать 3D модель Машины Голдберга |
| Задачи проекта | -Изучить теоретический материал по теме проекта -Провести опрос -Создать 3D модель Машины Голдберга -Реализовать проект |
| Методики исследования | Сбор, анализ и систематизация информации, моделирование, опрос |
| Продукт проекта | 3D модель одной из машин Голдберга |
| Предполагаемая аудитория реализации | Ученики средней и старшей школы, студенты ВУЗов |
| Срок реализации | 6 месяцев |
| Актуальность | Машины Голдберга позволяют познакомится с понятиями механики и законами физики |
| Практическая значимость проекта | 3D модели Машин Голдберга можно использовать на уроках информатики и моделировании |
Содержание
· Паспорт проекта........................................................................ 2
· Введение…................................................................................ 4
· Руб Голдберг…........................................................................... 5
· История машин Голдберга..................................................... 6
· Машины Голдберга................................................................. 8
· Классификация машин.......................................................... 9
· Некоторые машины Голдберга............................................ 11
· Область применения машин................................................ 12
· Результаты опроса.................................................................. 13
· Вывод........................................................................................ 15
· Литература…............................................................................ 16
Введение
Актуальность исследования заключается в том, что конструирование машины позволяет познакомиться с понятиями механики и законами физики, а само умение конструировать формирует развитие инженерного мышления и
первые шаги к будущей профессии.
Глава 1. Руб Голдберг
Рубен Люциус Голдберг — американский карикатурист, скульптор, писатель, инженер и изобретатель.
Голдберг более всего известен серией карикатур, в которых фигурирует так называемая «машина Руба Голдберга» — чрезвычайно сложное, громоздкое и запутанное устройство, выполняющее очень простые функции (например, огромная машина, занимающая целую комнату, цель которой —
передвижение ложки с пищей от тарелки до рта человека).
В 1948 году Голдберг получил Пулитцеровскую премию за свои политические карикатуры, а в 1959 году — премию Banshees' Silver Lady Award.
Голдберг был одним из основателей и первым президентом Национального общества карикатуры. Его именем названа премия Рубена, которой
организация награждает карикатуриста года. В США ежегодно проходит конкурс машин Руба Голдберга.
Глава 2. История «машин»
В течение всего XX века в различных странах карикатуристы использовали образ очень сложных машин, выполняющих неожиданно простые действия для создания комического эффекта. Как правило, такие механизмы получают в этих странах названия, связанные с изображающим эти механизмы художником.
В 1915 году нью-йоркский художник Руб Голдберг, имеющий инженерное образование, создаёт для газет карикатуры с изображением механизмов, выполняющих очень простые действия чрезвычайно запутанным, сложным и зачастую комическим образом. В числе этих работ выделяется цикл
изобретений безумного профессора Люцифера Горгонзолы. Эти работы становятся популярными, и уже в 1931 году «Rube Goldberg» включено
в словарь Уэбстера как прилагательное, означающее достижение чего-то простого сложными средствами.
Чуть раньше английский художник Уильям Хит Робинсон публикует в газетах карикатуры сумасшедших изобретений, которые сложным и запутанным образом производят до смешного простые результаты, пародируя разнообразные бессмысленные изобретения времён Первой мировой войны. Он получил известность, иллюстрируя книги Нормана Хантера о
профессоре Брейнстоме — эксцентричном и забывчивом изобретателе сложных механизмов. В Великобритании такие сложные механизмы
известны как «машины Робинсона». Именем Робинсона была названа Heath Robinson сложная вычислительная машина, использованная во время Второй мировой войны для взлома немецкой шифровальной машины «Лоренц».
В это же время датский художник Роберт Сторм Петерсен, известный под псевдонимом Storm P, создаёт рисунки с подобными сложными машинами.
Поэтому в Дании такие механизмы называют «машинами Сторма П».
В Индии юморист и детский писатель Сукумар Рай в своём стихотворении
«Странное и случайное» показывает персонажа Дядю, который создаёт абсурдно сложный механизм. В разговорном бенгальском «Дядино
изобретение» стало обозначать сложный и бесполезный предмет.
В Испании механизмы, похожие на машины Голдберга, называют
«Изобретение TBO» или сокращённое «tebeo», названные так из-за журнала комиксов «TBO», где показывались «великие изобретения профессора Франца из Копенгагена».
В Норвегии карикатурист Челль Аукруст создал мультипликационного персонажа Реодора Фелгена, постоянно создающего из различных
подручных средств сложную технику, которая невероятным образом работает.
В Турции такие устройства известны как Zihni Sinir Projeleri, от имени их
изобретателя, вымышленного профессора Zihni Sinir (Раздражительный ум), созданного Ирфаном Саяром в 1977 году для журнала комиксов Gırgır.
Карикатурист позже открыл студию, продающую работающие реализации таких механизмов.
В СССР для детского журнала «Мурзилка» карикатуры с машинами Голдберга долгие годы рисовал художник Александр Семёнов.
В Японии есть близкое понятие — тиндогу, оно включает все малополезные изобретения, вне зависимости от сложности.
Глава 3. Машины Голдберга
Машина Голдберга
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». Эти машины получили своё название от имён американского карикатуриста и изобретателя Руба Голдберга и английского художника Уильяма Робинсона, которые
использовали изображения таких машин в своих работах. Иногда это выражение используется для ироничного обозначения любой излишне сложной системы.
Цепная реакция по «принципу домино» – это цепная реакция, где изменение одного элемента в цепи вызывает аналогичные изменения соседнего и
последующих в линейной последовательности.
 |
отчего то опускается и тянет тросик (I) вниз, что зажигает зажигалку (J), поджигающую ракету (K); та, взлетая, серпом (L) перерезает бечёвку (M),
освобождающую маятник, который, качаясь, вытирает подбородок профессора салфеткой.
Классификация машин
Машины Голдберга можно классифицировать по-разному с точки зрения конструкции. Этот тип классификации наиболее важен для строителей машин — он позволяет изначально выбрать подходящий формат.
Например, можно было бы создать классификацию по возможности многократного запуска машин:
Машины «однократного действия», которые запускаются один раз и больше не могут функционировать, пока ее не пересоберут заново.
Машины перезапускаемые, которые могут начать функционировать вновь через некоторое не очень продолжительное время, которое нужно для возврата шагов в начальное положение.
Машины постоянного действия, работающие независимо от того, были ли уже произведены ранее их запуски.
Другой возможной классификацией является распределение по типам энергии, которые используются для приведения машины в действие:
Чисто механические машины. Используются только кинетическая
и потенциальная энергия и преобразование одной в другую. Допускается использование энергии упругой деформации — всевозможные пружины, резинки и упругие столкновения
Магнитные машины. К механическим видам энергии добавляется энергия магнитного поля постоянных магнитов. Это позволяет создавать очень замысловатые траектории перемещения объектов
Машины, использующие эффекты фазового перехода. Это машины,
в которых используется, прежде всего, резкое увеличение объема тел при испарении и кипении
Машины, использующие энергию химических реакций. Прежде всего горение, реакции с получением большого количества газа либо резко изменяющие свойства вещества
Машины, использующие электромагнитную энергию. В этих машинах допускается использование электромоторов, электрических и электронных компонент, работающих в качестве триггеров и иных устройств
Третий вид классификации предполагает зависимость типа от механизмов, которые можно использовать в качестве шагов:
«Механические» машины. Это классические «олдскульные» машины, в которых используются только механические элементы — никакого
электричества и, тем более, электроники — только шесть простых механизмов, выстроенных в причудливые цепочки
Машины с использованием животных, птиц, людей и прочих живых организмов. Этот класс машин тоже можно отнести к «классическим» —
в работах самого Руба Голдберга часто встречаются попугаи, хомяки и белки в колесе. Но современные машины неохотно используют живность
в качестве механических элементов — и по соображениям гуманности, и потому что поведение животных трудно контролировать
Машины с использованием химических реакций и эффектов фазового перехода. Эти машины более статичны, но не менее эффектны
Машины, использующие современные аппаратные средства. Это машины, где в качестве шагов могут использоваться электронные компоненты
Машины, в которых вообще не используются двигающиеся компоненты, а в качестве шагов используется свет, лучи лазера