Лента, которую придумал Мёбиус. Изобретателю

КНИГИ И СТАТЬИ
Бесплатная библиотека / Книги и статьи / И тут появился изобретатель

ЛЕНТА, КОТОРУЮ ПРИДУМАЛ МЁБИУС

И тут появился изобретатель (ТРИЗ)

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

ТРИЗ. Лента, которую придумал Мёбиус

В рассказе известного писателя - фантаста Артура Кларка "Стена мрака" мудрец Грейл спрашивает своего собеседника:

- Вот, - сказал он Брейлдону, - плоский лист. У него, разумеется, две стороны. Можешь ты представить себе этот лист без двух сторон?

Брейлдон удивленно воззрился на него.

- Это невозможно..."

Действительно, на первый взгляд это невозможно. Возьмите полоску бумаги - у нее две стороны. Можно соединить, склеить концы полоски, получится кольцо, и все равно останутся две поверхности: наружная и внутренняя. А если сначала перекрутить лист, а потом соединить концы?..

"Грейл снова соединил вместе концы бумажной полоски, но сперва один раз перекрутил ее.

- Проведи теперь пальцем, - тихо сказал Грейл.

Брейлдон не стал этого делать, он и без того понял, что подразумевает старый мудрец.

- Я понимаю, - произнес он. - Больше нет двух раздельных плоскостей. Теперь - одна сплошная поверхность, односторонняя плоскость..."

"Перекрученное" кольцо получило название ленты Мёбиуса - по имени немецкого математика, впервые описавшего его необыкновенные свойства.

Представьте себе, что по наружной поверхности обычного кольца путешествует муравей. Если муравей не пересекает ребра, а идет вдоль листа, он вернется в исходную точку, обойдя наружную поверхность. На ленте Мёбиуса путешествие муравья будет длиться вдвое дольше: муравей, не пересекая ребер, обойдет обе поверхности - наружную и внутреннюю. Такое путешествие по необычной планете и совершает один из героев "Стены мрака". Фантастика, скажете вы. Нет! Уже сегодня удивительные свойства ленты Мёбиуса используются в самых различных изобретениях.

Представьте себе обыкновенную ленту, образующую кольцо. На наружную сторону ленты нанесен шлифовальный порошок. Ленту прижимают к изделию, прокручивают, идет шлифовка. Через какое-то время стирается и сам шлифовальный слой на ленте. Приходится прерывать процесс, менять ленту. Как сделать, чтобы лента работала вдвое дольше, если размеры ленты увеличивать нельзя? Несколько лет назад советскому изобретателю А. Губайдуллину было выдано авторское свидетельство на шлифовальное устройство с лентой Мёбиуса: размеры ленты остались прежними, но длина шлифующей поверхности (а значит, и долговечность ленты) увеличилась вдвое. Не правда ли, остроумное решение?

Есть фильтры, в которых жидкость пропускают сквозь ленту из фильтрующего материала. Постепенно эта лента засоряется, приходится ее менять. Наверное, вы уже догадались, что надо сделать... Да, на фильтр с лентой Мёбиуса тоже выдано авторское свидетельство. Есть авторское свидетельство и на магнитофон с лентой Мёбиуса. Всего в разных странах за последние годы выдано более ста патентов и авторских свидетельств на использование этой удивительной ленты. Выходит, изобретения создаются не только по формуле "хитрость плюс физика", но и по формуле "хитрость плюс геометрия"...

Вырежьте из картона два круга. Положите один круг на стол, а другой круг держите над первым. Соедините края дисков несколькими деревянными рейками. Получится решетчатый цилиндр. Что-то вроде беличьего колеса, лежащего на боку. А теперь вращайте верхний диск в одну сторону, а нижний в другую. Возникает криволинейная фигура с тонкой "талией", напоминающая песочные часы. Чем больше угол поворота дисков, тем тоньше "талия". Фигура эта называется гиперболоидом вращения и имеет много свойств, очень привлекательных для изобретателя. Поверхность гиперболоида криволинейна, хотя образована она прямыми рейками. Следовательно, гиперболоид легко изготовить. Башня Шухова в московском телецентре на Шаболовке - гиперболоид. Сделана башня из прямых металлических стержней, а "скрученность" придает конструкции устойчивость и прочность. Соорудить башню с любой другой криволинейной плоскостью было бы очень трудно: потребовались бы криволинейные стержни.

Самое ценное свойство гиперболоида - легко изменять кривизну его поверхности. Повернул основание - меняется кривизна. Это свойство использовано во многих изобретениях. В Японии, например, недавно запатентованы "гиперболоидные" ролики для ленточного конвейера. В отличие от обычных цилиндрических роликов "гиперболоидные" ролики меняют свою кривизну и, следовательно, кривизну ленты транспортера. А это очень важно. При транспортировке сыпучего груза нужно, чтобы лента была вогнутой. Если же на транспортере ящики, лента должна быть плоской.

В авторском свидетельстве № 426 618 приведена такая формула изобретения: "Копирующий каток картофелеуборочной машины, содержащий установленные на валу два диска, связанные между собой прутиками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности приспособления рабочей поверхности катка к различным профилям грядок, прутики соединены с дисками шарнирно, а диски установлены на валу с возможностью поворота их относительно другого". Слово "гиперболоид" не упоминается, но и без пояснений видно - использовано свойство гиперболоида легко менять кривизну.

Есть немало других "геометрических изобретений", основанных на применении параболоидов, спиралей и т. д. Получается, что изобретателю нужно знать не только физику, но и математику. И не только математику. Если к теории решения изобретательских задач добавить еще и знание хотя бы "школьной" химии - творческий арсенал намного обогатится.

Дальше >>

Смотрите другие статьи раздела И тут появился изобретатель.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Умные люди соображают медленнее 26.05.2023

Размышляют ли умные люди быстрее? Согласно результатам исследования группы ученых из Германии и Испании, не всегда, и в случае решения сложных задач отдельные преимущества оказываются за людьми с менее развитым интеллектом.

Мозг взрослого человека состоит из миллиардов нейронов, объединенных многочисленными связями. Эти сложные и подчас запутанные сети - одновременно ключ к удивительным возможностям мозга и главные трудности на пути его изучения.

Поскольку работать с мозгом живого человека достаточно сложно, исследователи все чаще обращаются к компьютерному моделированию, используя цифровые данные сканирования мозга, такие как магнитно-резонансная томография (МРТ), а также математические модели, основанные на теоретических знаниях о биологических процессах.

Сначала это позволяет построить "общую" модель человеческого мозга, но затем ученые уточняют ее, используя данные отдельных людей и создавая "персонализированные" модели мозга.

Чтобы изучить, как общие показатели уровня интеллекта влияют на быстроту решения различных задач, международная группа исследователей создала 650 "персонализированных" моделей мозга участников проекта Human Connectome Project. Это позволило эффективно воспроизводить активность каждого изученного мозга, анализируя интеллектуальные характеристики и время реакции конкретного человека при решении разных задач.

В дальнейшем показатели этих моделей сравнивали с показателями самих участников, которым предложили решать серию задач, которые постепенно усложняются на подбор постепенно усложняющихся элементов в "пазлах".

Ученые обнаружили, что участники с более высокими показателями интеллекта быстро справлялись с простыми задачами, но дольше решали сложные. Части их мозга при этом были лучше синхронизированы между собой, постоянно обмениваясь информацией и затормаживая принятие окончательного решения.

С другой стороны, мозг людей с невысоким IQ буквально "спешил с выводами" при принятии сложных решений, а не ждал, пока высшие области мозга завершат этапы обработки, из-за чего такие люди чаще допускали ошибки.

Согласно выводам исследователей, в целом показатели "персонализированных" моделей совпадали с показателями мозга живых людей, что доказывает эффективность компьютерного моделирования человеческого мозга. В будущем такие методы можно применять в медицине: например, с помощью компьютерной симуляции врач сможет оценить, какие лекарства будут наиболее эффективны при лечении конкретного пациента и вызовут наименьшее количество побочных эффектов.

Другие интересные новости:

▪ Электрический ценник

▪ Заживление ран без рубцовой ткани

▪ Диабет 2 типа повышает риск развития ранней деменции

▪ Монитор с естественной подсветкой

▪ Суперконденсаторы из окурков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Защита электроаппаратуры. Подборка статей

▪ статья Вино какой страны вы предпочитаете в это время дня? Крылатое выражение

▪ статья Что значит фен? Подробный ответ

▪ статья Куркума культурная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья УМЗЧ с усилителем напряжения по схеме с общей базой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пьезоэлектрические двигатели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте