Нам представляется, что идея изучать все три закона Ньютона на примере машины голдберга — достаточно естественна — в самом деле, где, как не на механической машине изучать основные законы механики. Каким образом это можно делать?

Превращение одного элемента машины в физическую задачу. берем один простой шаг — рычаг, движение шарика по наклонной плоскости, свободное падение и т. п. Измеряем основные параметры и производим расчеты в идеальной физической модели. например, измеряем время, за которое этот шаг будет произведен (время свободного падения, длина плеча рычага, способного поднять груз массой
М и т. п.). Проводим эксперимент с реальной машиной. Сравниваем результаты и объясняем различие. Точно измерять время можно не только секундомером, но и производя ускоренную съемку при помощи, например, мобильного телефона с последующим анализом хронометража записи.

Разложение сложной машина на простые элементы. Ставим задачу найти и изобразить в виде схемы отдельные элементы, соответствующие классам задач, которые изучаются на соответствующих занятиях классического курса — виды движения, преобразование энергии, химические реакции. Задача — уметь находить и вычленять абстрактные элементы в реальном сложном объекте. Тот прием можно выполнять не только на реальной машине, но и по видеороликам.

Работа с компьютерной моделью машины. Очень часто удобно использовать специализированный софт для компьютера, планшета или мобильного телефона, в котором можно строить модели машины (в том числе и на основе реальной машины).

«Живая физика — не единственный продукт для моделирования. Посмотрите обзор подобных программ (немного устаревший, но все еще вполне адекватный).

Можно рекомендовать также софт, специально разработанный в качестве моделирования машин Голдберга. В основном это игровые среды (которые тоже можно использовать, но не напрямую). Но встречаются и вполне достойные симуляторы, которые можно использовать для решения задач «as is».

Вот, к примеру, программа для Андроид, специально разработанная для решения физических задач с машиной Голдберга — Goldberg Physics.

Создайте из машины Голдберга полноценный исследовательский проект. Это, конечно, высший педагогический пилотаж, но, если не ставит перед собой великих задач, не решишь и малых. Вот, посмотрите, как обычный отец для своей дочери из такого, казалось бы, абсолютно несерьезного дела, как запуск бумажных самолетиков создал полноценный исследовательский проект.