Машина голдберга из лего

Обновлено: 04.05.2024

Мы любим разные машины, но придуманные изобретателем и художником Рубом Голдбергом «максимально сложные системы для выполнения максимально простых задач» — особенно. Пружина толкает шар — он нажимает кнопку — ножницы перерезают нить — цепочки машин Голдберга могут включать десятки операций и выглядеть чрезвычайно хитроумно, но это лишь инженерная забава: отдача от них нулевая. Если, конечно, не считать чистого удовольствия.

Так действует и эта машина: пожалуй, впервые в истории наши друзья, создатели замечательных наборов MEL Chemistry, сконструировали такую систему, щедро разбавив привычную физику увлекательной химией. Эта машина Руба Голдберга — цепочка зрелищных реакций, каждое звено которой запускает следующее, а за ним еще одно — пока все не закончится, оставив за собой лишь дым.

Шаг 1. Египетская ночь

Темнеет > перекрывает свет >

Прозрачный раствор йодида калия, тиосульфата натрия и крахмала темнеет так же быстро, как южная египетская ночь сменяет день. При добавлении пероксида водорода в жидкости образуется йод, который вступает во взаимодействие с крахмалом и придает ей густо-синий, почти черный цвет. Раствор перестает пропускать свет яркой лампы — и химическая машина Голдберга начинает работу.

Шаг 2. Аммиачный фонтан

Охлаждается > снижает давление > засасывает воду >

Свет больше не падает на круглодонную колбу с аммиаком, отчего он охлаждается и уменьшается в объеме, снижая давление. Из кюветы через подсоединенную к колбе трубку в нее начинает засасываться вода. Аммиак быстро растворяется, еще сильнее снижая давление в колбе — пока вода не польется внутрь уже фонтаном. Уровень воды в емкости уменьшается, заставляя опускаться поплавок.

Шаг 3. Горячий лед

Во вторую емкость, заполненную перенасыщенным раствором ацетата натрия, падает крошечный кристаллик. Это вызывает моментальную «взрывную» кристаллизацию, которая сопровождается выделением тепла. Погруженная в раствор стеклянная трубка сильно нагревается, выталкивая наружу каплю глицерина.

Шаг 4. Глицерин и марганцовка

Окисляется > зажигает фитиль >

Здесь для капли глицерина уже заготовлен оксид марганца (VII), который образуется при легком смачивании марганцовки концентрированной серной кислотой. Это сильнейший окислитель, который вызывает воспламенение органических веществ при малейшем соприкосновении. Упавшая капля глицерина вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла.

Шаг 5. Горение нитроваты

Горит > поджигает газ >

Фитиль в нашей машине Голдберга сделан из нитроваты, которую получают при обработке хлопка нитрующей смесью из концентрированных кислот — азотной и серной. В результате образуется нитроцеллюлоза, вещество взрывоопасное и очень легко воспламеняющееся.

Шаг 6. Метановая мамба

Вспыхивает огненным столбом > зажигает фитиль >

Эта пенная башня состоит из пузырей обычной мыльной жидкости, только наполняет их не воздух, а горючий метан. Немного глицерина стабилизирует ее и не дает рассыпаться — но как только пламя подбирается к пене, она превращается в столб пламени, поджигая второй фитиль из нитроваты.

Шаг 7. Горение магния

Горит > передает пламя дальше >

Огонек фитиля зажигает спиртовку, которая нагревает и заставляет воспламениться магний. Температура у поверхности металла при этом достигает 2200 °C, и отлетающие от него частички оксида раскаляются так, что начинают светиться ярким белым светом. Это не пламя, а настоящее беспламенное горение!

Шаг 8. Горение железной ваты

Окисляется > сдвигает чаши весов >

Температуры горящего магния достаточно для того, чтобы сделанная из железа вата воспламенилась. Сгорая, железо присоединяет кислород и увеличивает массу, становясь почти на 40% тяжелее, отчего левая чаша уравновешенных весов опускается вниз.

Шаг 9. Йодистый азот

Детонирует > разрывает нить >

Осторожно! Для детонации йодистого азота достаточно самого легкого касания и даже громкого звука. Получают его реакцией настойки йода с раствором аммиака — то и дело это взрывоопасное вещество служит причиной ремонта и замены стекол в общежитиях студентов-химиков. В нашей машине прикосновение пера вызывает взрыв — по счастью, совсем небольшой.

Шаг 10. Вулкан в колбе

Нить удерживала обыкновенного жевательного мишку из желатина, который теперь скатывается прямо в колбу с бертолетовой солью — хлоратом калия. Она окисляет органические соединения желатина — моментально и бурно, при ярком свечении. Если бы пару тысяч лет назад люди знали химию, то в аду, наверное, кипели бы котлы не с серой, а с бертолетовой солью.

Эксперименты 2, 3, 7, 8 входят в состав химических конструкторов MEL Chemistry. Но, используя реагенты из наборов (и из домашней «аптечки»), можно проделать практически все описанные реакции. Будьте осторожны и учите химию!

YouTube-пользователь Kaplamino показал невероятную машину Руба Голдберга, на создание которой у него ушло три месяца.

Сначала может показаться, что на столе лежит беспорядочный набор вещей – небольшие деревянные панели, пара спиннеров, несколько монет, ручка. Однако затем человек бросает крошечный синий шарик – и мы уже становимся частью невероятного «путешествия».

Данную машину Голдберга разработал YouTube-пользователь Kaplamino. В описании к видео он сообщает, что на ее создание у него ушло три месяца работы и более 500 неудачных попыток. Он называет это своим «лучшим видео».

Машиной Руба Голдберга называется сложное устройство, состоящее из множества механизмов и выполняющее простое действие чрезвычайно сложным образом, как правило, через длинную последовательность взаимодействий по «принципу домино».

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.

Создание машин Руба Голдберга – это один из самых увлекательных и веселых способов применения креативности с большой пользой. Хотя все машины отличаются, вы можете создать свою машину Руба Голдберга, руководствуясь нижеприведенными советами.

Посмотрите, что представляют собой машины Руба Голдберга, чтобы вдохновиться идеями. На сайте Rube Goldberg website вы можете ознакомиться с оригиналами чертежей Голдберга. Несмотря на то, что Голберг никогда не намеревался привести свои творения в действие, были созданы полностью функциональные машины Руба Голдберга и видео таковых изобретений вы можете посмотреть на YouTube.

Выберите задачу для выполнения. Целью машин Руба Голдберга был серьезный технически переусложненный процесс по выполнению простой задачи. Возможно, вы хотите заваривать чай, кого-то будить или очищать лоток кота; чем проще задание, тем лучше «кульминационный момент». Что бы вы ни придумали, убедитесь, что данная задача выполнима простыми приборами.

Добавьте функциональные элементы в конструкцию. В каждой машине Руба Голдберга присутствуют балансиры, ролики, перекатывающиеся шарики, уклоны, трубы и эффект домино, чтобы привести все в действие. Для работоспособности вашего творения нарисуйте общий план с этими элементами, чтобы понимать соразмерность, сложность и общее движение машины.

Капельно подать воду на губку, чтобы поднять одно из плеч балансира
Задействовать вентилятор или фен, чтобы что-то стало в нужную позицию
Разжечь огонь, чтобы «сжечь» барьер
Высвободить плавающий объект в воде и чтобы он поднимался сквозь ряд преград
Ударом деревянного молотка передвинуть покоящийся предмет в нужную позицию
Лопнуть надувной шарик, чтобы объект мог свободно переместиться дальше
Ударить по фиксатору, чтобы сработала катапульта
Открыть пакет с песком, который высыплется на одно из плеч балансира
Налить воду на водяное колесо
Отпустить мяч с одной стороны Newton’s cradle, чтобы он подтолкнул что-то с другой

Если машина будет транспортироваться, то необходимо собрать ее на платформе или внутри картонной или деревянной коробки с тремя стенками и убедится, что отдельные элементы хорошо видны. (Обязательно используйте колесики).

Если какой либо отдельный соединяющий элемент сложно заменить (напр., пережигать перемычку), не используйте тогда этот элемент при первичных тестированиях и приступайте к следующему этапу вручную. Просто верьте, что при окончательном испытании этот элемент сработает правильно.

По желанию украсьте машину. Используйте краску, полироль, декор и все, что может украсить дизайн вашего изделия. Можете дать машине название и нанести наименование бренда как будто это изделие готово к продаже. Будьте креативны, но украшение не должно препятствовать нормальному функционированию.

Папа не смог починить сгоревший ~~разгонный~~ блок и засунул ардуинку в конструктор Знаток. Но не долго длилась спокойная жизнь без паяльника. Захотелось ребенку большего…
Итак, после успешной интеграции Arduino в конструктор Знаток проходит короткое время, а ребенок требует: «Ещё!». Трех входов/выходов как-то маловато. (I2C чур не предлагать:). И отправился папа в очередной раз в галантерейный магазин покупать одежные кнопки. Но предварительно провел теоретические изыскания и выяснил, что для Знатока подходят кнопки Альфа (еще их называют Омега — из-за формы прижимной пружины) диаметром 12.5мм. Кнопки состоят из четырех деталей, из которых мне нужна только одна. Деталь эта продается партиями по 1000шт за 20$, но продавцы с физиками не работают. Неожиданно, в магазине на четкие тактико-технические характеристики кнопки мне предлагают приемлемый ценник 1.6$ за 10шт (в полном комплекте) под торговой маркой Гамма. Беру!

Я не буду рассказывать, что такое и как писать скетчи.
Я не буду объяснять, каким концом надо держать паяльник.
Я не буду излагать доводы за и против существования электронного конструктора на одежных кнопках.

Я расскажу вам историю об успешном опыте скрещивания конструктора «Знаток» и Arduino в отдельно взятом домохозяйстве.

Предыстория

Как-то вечером, собираем с ребенком схему из конструктора «Знаток». Включаем. Я чувствую запах горелого пластика. Выключаем. Анализирую схему и вижу, что в моем издании схем многоуважаемого А.А.Бахметьева транзистор безуспешно модулирует химический источник напряжения, выдавая своё искреннее возмущение температурой.

Транзистор в результате сдох. И я его опять заменил:

Для этого пришлось отломать белую нижнюю крышку, но был получен ценный опыт по разбору деталей конструктора:

Юный экспериментатор не останавливался на достигнутом и вскоре сообщил: «Хьюстон, у нас проблема: отказ блока 23»:

Находясь на сайте, вы даете согласие на обработку файлов cookie. Это необходимо для более стабильной работы сайта

Заниматься классификацией столь абсурдных творений, как машины Голдберга — абсолютно неблагодарное дело. Всегда очень легко скатиться к «китайской классификации животных», высмеянной Борхесом. Согласно ней животные делятся на:

В нашем курсе мы предложили вам классификацию машин с точки зрения конструкции . Этот тип классификации наиболее важен для строителей машин — он позволяет изначально выбрать подходящий формат. Она достаточно строгая, но, как это всегда бывает в реальном мире, если вы будете рассматривать реальные машины, вы наверняка найдете в любой машине признаки разных типов. Это нормально. Чистые типы бывают только в школьном учебнике.

И, тем не менее, мы считаем нашу классификацию важной и полезной, ибо, придерживаясь ее, можно более эффективно создавать машину — либо отталкиваясь от имеющихся площадей (объемов) помещения, либо от необходимости сделать транспортабельный вариант.

Однако такая классификация не является единственно возможной. Например, можно было бы создать классификацию по возможности многократного запуска машин (мы упоминаем об этом в одной из лекций):

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

Читайте также: