Rube Goldbergi masinad

Rube Goldbergi masinaks nimetatakse ükskõik millist seadeldist, mis koosneb paljudest lihtsatest mehhanismidest ja mis teostab väga keerulist teed pidi mingit väga lihtsat ülesannet. Sellise seadeldise üldnimetus põhineb inseneriharidusega ameerika karikaturisti ja skulptori Reuben Lucius Goldberg'i (1883–1970) humoorikatel karikatuuridel, kus kujutatakse keerulisi ja jaburaid seadeldisi tegemas lihtsaid asju. Goldbergi looming 20. sajandi alguskümnenditel oli tookordse "masinate-ajastu" pilkamine, kus erinevad firmad üritasid leiutada ja turule tuua "parimaid" ja "täiustatumaid" tarbeesemeid.

Vaata videot Rube Goldbergi elust ja tööst:

https://youtu.be/1_hbEhyrNAM

Näide Goldbergi karikatuuridest: "Lihtne moodus tihedasti suletud akna avamiseks"

Alloleva pildi selgitav tekst (vabas tõlkes): Pärast seda, kui olete üritanud pool tundi edutult akent avada, leevendage oma viha papagoid (A) pigistades. Koer (B) kuuleb papagoi kaeblemist ja nutab kaastundest pisaraid (C), mis leotavad käsna (D), mille kaal selle tagajärjel suureneb ja see tõmbab niiti (E), mis tõstab linnupuuri katust (F) ja vabastab puurist rähni (G), kes purustab nokaga riiuli (H), millelt raske kook (I) kukub luuale (J), pannes luua käituma kangina, et tõsta akent. Kui olete seda operatsiooni 6 korda tulemusetult korranud, siis võtke haamer (K) ja purustage aknaklaas, võimaldades värske õhu juurdepääs ruumi.

Pildi ja teksti allikas: http://coe.berkeley.edu/labnotes/0102history2_big.gif (2005)

Goldbergi masinad tänapäeval

Aastal 1949 hakati korraldama Rube Goldbergi masinate ehitamise võistlusi Purdue Ülikoolis Ameerikas. Praeguseks on sellest võistlusest kujunenud iga-aastane traditsioon, millele pöörab palju tähelepanu ka kohalik ajakirjandus ja televisioon. Võistlejatele on ette antud ülesanne, mida nende masin peab tegema. Näiteks 2007. aasta võistluse ülesandeks oli ehitada masin, mis võtaks terve apelsini, teeks selle mahlaks ja valaks kannu. Võistlejad pidid lahendama selle ülesande võimalikul keerulisel moel. Masin pidi koosnema vähemalt 20 etapist ning ei tohtinud ülesande täitmisel seiskuda. 2007. aasta võistluse võitnud meeskonnal kulus oma masina ehitamiseks 3000 töötundi, masin koosnes 345-st etapist ehk "sammust" ning masina ehitamiseks kasutati erinevaid mänguasju: rongi, autosid, doominokive, lauamänge, mänguhobuseid ja muid esemeid.

Selliseid masinaid ehitatakse üle kogu maailma, korraldatakse võistlusi ja šõusid, tehakse mänguasju ja luuakse arvutimänge (näiteks http://www.physicsgames.net/game/Dynamic_Systems_2.html). Rube Goldbergi tüüpi masinaid tuntakse erinevates maades erinevate nimede all: näiteks Inglismaal nimetatakse neid Robinsoni seadeldisteks (inglise karikaturisti H. Robinsoni järgi, kes tegi samuti karikatuure naljakatest masinatest), Jaapanis chindôgu, Taanis Storm P maskiner - Storm P masin jne. Eestis nimetatakse selliseid masinaid ka imemasinateks. Lisaks vaatemängule aitavad Rube Goldbergi masinad ka mõista füüsikat - kehade liikumise seaduspärasusi ja lihtmehhanisme.

Kuidas ehitada Goldbergi masinat ja kuidas see masin töötab?

Goldbergi masinad koosnevad paljudest lihtsatest esemetest ja lihtmehhanismidest. Lihtmehhanismid on näiteks kaldpinnad, kangid, kruvid, plokid, haakuvad hammasrattad jne. Kehadele mõjuvad erinevad jõud, mis põhjustavad nende kehade veeremist, libisemist, põrkamist, pöörlemist ja liikumissuuna muutumist. Liikuvad kehad mõjutavad omakorda teisi kehi jõududega, pannes need liikuma. Kuulikeste veeremise kiirus kaldpinnal sõltub kaldpinna kallaku suurusest: mida suurema kallakuga, seda kiiremini kuulike veereb. Kehad võib asetada nii, et kui üks keha viia tasakaalust välja, siis see keha omakorda viib järgmise(d) kehad tasakaalust välja. Üks hea näide sellisest "ahelreaktsioonist" on doomino efekt: doominokivid asetatakse üksteisest teatud kaugusele ritta ja rivis esimene kivi lükatakse vastu järgmist kivi. Iga järgmise doominokivi kukkumine viib tasakaalust välja järgmise doominokivi. Kukkumine kestab seni, kuni rida lõppeb. Goldbergi masinas annab viimane kivi tõuke mingile teisele kehale, et see liikuma hakkaks.

Goldbergi masinad töötavadki nii, et mingi keha viib liikudes või raskusjõu mõjul tasakaaluasendist välja järgmise keha ja põhjustab selle liikuma hakkamise. Selleks kehaks võib olla ükskõik mis, isegi vedelik.

Goldbergi masinad näivad töötavat väga lihtsalt, kuid eelnev töö, et panna kõik masina etapid järjestikku toimima, võtab küllalt palju aega. Goldbergi masina konstrueerimiseks pole reegleid. Masina ehitajad saavad lasta oma fantaasial lennata ja kasutada igasuguseid esemeid selle ehitamiseks. Tähtis on, et masin töötaks algusest lõpuni ilma katkemata. Goldbergi masinad ei tohi liiga teha inimestele ega loomadele.

Videoklipid Goldbergi masinatest

Vaata järgmisi videoklippe. Püüa jälgida, missuguseid esemeid on järgmiste Goldbergi masinate ehitamisel kasutatud ja kuidas masinad töötavad.

https://youtu.be/cv5WLLYo-fk

https://youtu.be/dFWHbRApS3c

https://youtu.be/wth6CB2pJg8

Allikad ja lisalugemist: