Бесплатная техническая библиотека

ЛЕНТА, КОТОРУЮ ПРИДУМАЛ МЁБИУС

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Полевые транзисторы SuperMESH3 24.02.2009 Компания STMicroelectronics расширила линейку силовых полевых транзисторов за счет нового семейства высоконадежных и эффективных приборов, выпускаемых по технологии SuperMESH3. Эти транзисторы ориентированы на использование в корректорах мощности и полумостовых каскадах электронных балластов люминесцентных ламп и в импульсных источниках питания. Первые транзисторы семейства рассчитаны на работу при обратных напряжениях 620 В - STx6N62K3 и STx3NK62K3, а также 525 В STx7N52K3 и STx6N52K3. Новая технология обеспечивает низкое сопротивление канала в открытом состоянии, пониженные время восстановления, заряд затвора и входную емкость, что, в конечном счете, улучшает переключающие свойства и рабочую частоту. Дополнительным преимуществом этой технологии, которая комбинирует полосковую технологию с оптимизированной вертикальной структурой транзистора, является одни из лучших в этом классе dv/dt свойства. Достижение низкого сопротивления канала позволяет также использовать для высоковольтных полевых транзисторов небольшие корпуса, что обеспечивает максимальную плотность монтажа на плате. Так, например, транзистор STx3N62K3 с сопротивлением 2,5 Ом выпускается в корпусах IPAK, DPAK, D2PAK, Т0-220, TO-220FP.

Другие интересные новости:

▪ Гибкая перезаписываемая память

▪ Искусственный глаз размером с мушиный

▪ Турбулентность выявляется лидаром

▪ Компакт-диск с ноготь

▪ Основной фактор риска игромании

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Жак Тюрго. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему вода в гейзере горячая? Подробный ответ

▪ статья Техническое обслуживание машин и механизмов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Анилиновые чернила. Простые рецепты и советы

▪ статья Стерео - в простом УКВ приемнике. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025