Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
« Кадетская школа № 4 г. Горно- Алтайска»
взорви свой мозг - реши задачу
выполнил Ручко Семён
руководитель Красиков Евгений Васильевич
Горно-Алтайск
-2015-
содержание
история
проблема, цель, задачи
механические головоломки
классификация головоломок
технология изготовления
изготовленные головоломки
экономическая, экологическая оценка
самооценка, реклама
рецензия на работу
История
Некоторые головоломки известны с глубокой древности. Оригинальные логические задачи находят на стенах египетских пирамид, в древнегреческих манускриптах и в других исторических памятниках. Эпохой расцвета в средневековой истории головоломок можно считать конец IX века. Рост уровня образования и снижение религиозной нетерпимости к наукам привели к расширению круга любителей логических задач.
К самым древним головоломкам можно отнести различные веревочные головоломки, самой известной из которых является знаменитый Гордиев узел. Его не могли развязать более 400 лет, а история об Александре Македонском, который решил эту проблему, разрубив узел, вошла в историю, а название этой головоломки часто употребляют как название любой сложной задачи.
Наиболее широкое распространение головоломки получили на рубеже XIX и XX веков. Благодаря деятельности американца [link] - интеллектуальному виду состязаний, в котором участники соревнуются в скоростном решении головоломок на бумаге.
Проблема, цель, задачи
В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проблемами физического характера. Головоломки являются моделями таких ситуаций и помогают в развитии человека. Не только решение, но и изготовление головоломок дают хорошие знания, умение находить выход из трудных ситуаций и навыки работы с инструментами, материалами. Создание головоломок- это интересный процесс, интересно затраченное время.
Механические головоломки
Среди многих известных определений механических головоломок наиболее подходит предложение видного американского исследователя Джерри Слокума: Механическая головоломка - это самостоятельный объект, состоящий из одной или более частей, содержащий задачу для одного человека, решаемую манипуляциями с помощью логики, рассуждений, озарения, везения и терпения.
Из этого следует, что для решения механических головоломок не должно требоваться дополнительных приспособлений (штопора, отвёртки, магнита) - как самостоятельный объект она содержит в себе всё необходимое для решения задачи. Решатель может привлечь на помощь лишь логику, воображение или терпение.
Из этого определения также следует, что шахматы, нарды, преферанс, поддавки и другие состязательные игры не относятся к головоломкам, поскольку они «озадачивают» не одного человека, а требуют наличия партнёра (соперника) в игре. В то же время шахматную или шашечную задачу можно отнести к головоломкам, так как её можно решать и в одиночку.
Классификация механических головоломок
Классифицировать головоломки - это значит распределить их по классам в зависимости от их общих признаков и закономерных связей между ними. В настоящее время во многих странах мира в музеях, домашних коллекциях, на прилавках существуют десятки тысяч головоломок. Это головоломки старинные и современные, простые и сложные, самодельные и изготовленные промышленным способом из разных материалов - металла, кожи, бумаги, стекла и пластмассы, камня и керамики, различных пород дерева. И чтобы ориентироваться в этом огромном количестве столь специфических предметов, необходимо продуманно разложить их по полочкам, то есть, классифицировать.
Все известные механические головоломки по характеру задач можно условно разделить на 10 классов:
Головоломки на складывание
Разборные головоломки
Не распадающиеся
Головоломки на расцепление и распутывание
С перемещением сегментов
Головоломки, требующие ловкости, загонялки
Сосуды-головоломки
Исчезновение частей фигур
Флексагоны, трансформеры
Невозможные объекты
Головоломки на складывание
По ассортименту это самый большой и старейший класс, к нему относятся около трети всех изобретаемых в мире головоломок. Задачей является собрать объект из составных элементов, чтобы он отвечал некоторым дополнительно заданным условиям. Головоломки этого класса в свою очередь можно разделить на плоскостные (танграм, различного рода складушки, укладки, пазлы, полиформы, полимино) и объемные (кубики, 3-D пазлы и др).
Разборные головоломки
Задача в головоломках этого класса заключается в том, чтобы разделить на части, открыть или извлечь некоторый объект. К ним относятся ящики и шкатулки с секретом, замки и перочинные ножи, открывающиеся необычным образом, различного рода предметы, разделяющиеся хитрым путём.
Не распадающиеся головоломки
Основная задача - собрать из составных элементов объект воедино, так, чтобы он составлял цельную конструкцию. Как правило, обратная задача - разобрать объект - бывает также достаточно сложна, и в этом ещё одно отличие головоломок этого класса от головоломок на складывание (деревянные узлы, суперузлы, шаркунки и др).
Головоломки на распутывание и расцепление
Бытовое название – шнурковые головоломки, а математики их называют топологическими, потому что их решение зачастую связано с данным разделом математики. Существуют сотни разных шнурковых головоломок, но все они построены на нескольких основных принципах. Исследователи описывают пять таких основных принципов: «путешествие петли», «обход малой дырки», «переход через большое препятствие, следуя его форме», «удваивание верёвки», «топологические меледы». Головоломки этого класса наиболее доступны для домашнего изготовления в силу их технологичности.
Головоломки с перемещением сегментов
Задачей является упорядочивание взаимного расположения элементов при ограничениях, накладываемых конструкцией. Классическими стали «Игра-15» (их называют «пятнашки»), «Магический Кубик» Эрнё Рубика (всем известный «Кубик Рубика»), головоломки Уве Мефферта. Многие интересные варианты разрезных головоломок этого класса были изобретены в последнее время. Среди них «Глобус» Александра Марусенко, головоломки на маневрирование Сергея Грабарчука, «Кубик» Михаила Гришина.
Головоломки- загонялки
Игрушки этого класса многочисленны, многие из них известны очень давно. Это, как правило двух- и трёхмерные лабиринты с перекатывающимися шариками. Некоторые образцы загонялок имеют неожиданное решение, основанное на знании законов физики и могут эффективно использоваться в дидактических целях.
Важно обратить внимание на отличие головоломок от состязательных игр.
В состязательных логических играх соперники по определённым игрой правилам борются друг с другом. «Спортивная злость», как правило, направляется против соперника. Примеры неприязненных личных отношений между многими выдающимися спортсменами хорошо известны.
В мире головоломок человек-решатель сталкивается не с другой личностью, а с проблемой, заключённой в материальном предмете. Конечно, за этим предметом всегда стоит известный или безымянный человек-изобретатель, придумавший эту механическую задачу. Но прямого очного противостояния этих личностей здесь нет. И этот вызов человеческому интеллекту, оформленный в виде механической головоломки, не подталкивает людей к разобщению.
Конечно, головоломку совсем не обязательно решать в одиночку - можно и вдвоём, и втроём, и большим коллективом. И такое совместное решение головоломок только сплачивает людей, как и всякая другая деятельность, направленная на достижение общей цели. Этим не отвергается возможность использования головоломок в качестве предмета спортивных соревнований. В последнее время пазлспорт активно развивается, проводятся региональные соревнования, чемпионаты России и мира по решению головоломок.
Несмотря на изобилие компьютерных игр, головоломки не собираются устаревать - они создаются вновь, развиваются и доставляют людям интеллектуальное удовольствие. Головоломки предназначены, прежде всего, чтобы доставлять людям удовольствие. Переживание успеха, ощущение нирваны - эти чувства действуют на человека так же опьяняюще, как будто он только что покорил труднодоступную горную вершину.
В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проблемами физического характера. Механические головоломки являются моделями таких ситуаций.
Технология изготовления
Головоломка "Звездочка с колечком"
На лицевой поверхности толстой доски циркулем прочертить две окружности диаметром 40 и 95 мм. С помощью транспортира разделите окружности на десять равных частей — на каждой получить центры, куда забить гвозди диаметром 3 - 4 мм так, чтобы они образовали шаблон пятиконечной звездочки.
Шляпку гвоздей откусить кусачками, а заусенцы удалить напильником. Мягкой проволокой обойти контур - так определяется требуемая длина заготовки. Правда, к ней прибавить еще припуск на изготовление двух ушек диаметром 20 и 10 мм . А теперь распрямить проволоку - получится длина для исходной заготовки.
От стальной проволоки отрезать кусок, сделать на концах ушки и еще раз обойти контур. Получилась звездочка 3 - основная деталь этой проволочной головоломки. Серьгу 2 и кольцо 1 сделать из той же проволоки. Диаметр кольца - 25 мм , серьги -30 мм . Удлиненная часть серьги должна свободно входить в кольцо и в большое ушко звездочки.
Головоломка "Якорь"
Технологию изготовления этой головоломки следует разбить на две части. В первой части она отличается от предыдущей головоломки. Определить длину заготовки будет довольно сложно.
Поэтому мягкая проволока не понадобится. От заготовленной стальной проволоки отрезать кусок длиной 300 мм.
На цилиндрической болванке диаметром 20 мм строго посередине куска согнуть кольцо - образовалась якорная скоба. Не снимая ее с болванки, закрутить проволоку на два витка.
С помощью круглогубцев согнуть концы так, чтобы получились "плечи" якорного веретена. Используя дополнительный кусок той же стальной проволоки как оправку, согнуть на ней по паре петель для штока. Рога и лапы якоря далее можно сделать с использованием доски и гвоздей, как в головоломке "Звездочка с кольцом".
На рисунке ширину якоря можно принять 85 - 90 мм, а высоту 95 - 100 мм. Диаметр кольца 3 взять в пределах 25 - 30 мм, а диаметр кольца 1 на 5 мм больше. Шток 2 закреплять в веретене якоря плотно не следует - он должен перемещаться с небольшим сопротивлением.
Головоломка "Замок"
Диаметр круга 2 взять в пределах 110 - 120 мм . Диаметр его большого ушка 15 - 18 мм, маленького 10 - 12 мм. Диаметр ключа 1 около 20 мм. Его бородка должна свободно входить в ушко круга.
Головоломка "Скоба на стреле"
Длина стрелы 3 - 140 мм. На ее концах предусмотрены наконечник в виде ромба с поперечной диагональю, равной 30 мм, и хвостовик в виде кольца диаметром 10 мм. П-образная скоба 2 имеет следующие размеры: полка - 35 мм , боковины - 30 мм. На концах скобы предусмотрены петли диаметром 10 мм - они соединены с колечками 4 диаметром 10 мм, надетыми на стреле. Диаметр кольца 1 -25 мм.
Головоломка "Треугольная спираль"
Контуры спирали 2 вписывают в параллелограмм размером 140X80 мм. Диаметр его ушек - 20 мм. Серьга 1 должна свободно проходить через ушко.
Головоломка "Фигурные звенья"
Диаметр кольца 1 - 30 мм. Диаметр кольца 3 на 5 мм больше. Размеры, деталей 2, 4 и 5 выбрать по своему усмотрению. Одно условие: в положении, показанном на рисунке, детали 4 и 5 должны пропускать кольцо 1.
Головоломка "Два гвоздя"
Необходимо одинаково изогнуть два гвоздя как показано на рисунках, зазор чуть меньше диаметра гвоздя
Когда обе детали головоломки готовы вам их надо соединить и дать своему товарищ – пусть помучается.
Головоломка "Звезда с кольцом"
Диаметр окружности, описывающей пятиконечную звезду, - 100 мм. Диаметр кольца 1 - 30 мм. Он на 10 мм меньше диаметра кольца фигурной серьги 2. Удлиненная часть серьги должна свободно входить в кольцо 1 и в ушко звездочки 3.
Головоломка "Якорь"
Высота якоря 120 мм, а ширина - 100 мм. Диаметр кольца 3 - 30 мм, а диаметр кольца 1 - 40 мм. Деталь 2 должна свободно двигаться в основании якоря.
Головоломка "Фигурные звенья"
Размеры каждого звена, образуемого деталями 2, 4 и 5, выбраны такими, чтобы кольцо 1 могло свободно проходить только в положении, указанном на нижнем рисунке. Диаметр кольца 1 примерно 30 мм, а кольца 3 - 40 мм.
Головоломка "Зигзагообразные скобы"
Размеры этих скоб следует сделать такими: скобы 2 и 3 - 40X50 мм, а средняя скоба 4 - 25Х Х50 мм. Диаметр кольца 1 - не более 35 мм.
Изготовленные головоломки
Экономическая, экологическая оценка
Для изготовления механических головоломок не требуется больших материальных, экономических, финансовых затрат.
Для работы достаточно найти обрезки любой, не слишком мягкой проволоки и минимальный набор инструментов. Понадобятся кусачки или бокорезы, плоскогубцы, различного диаметра трубки, болванки, прутки и т.д.
В экологическом плане работа с головоломками представляет интерес по использованию и переработке отходов, нет необходимости утилизировать металл.
Самооценка
Реклама
Работа над проектом позволила повысить свои умения в области металлообработки, получить дополнительные знания и удовольствие от полученного результата. Решение задач с помощью головоломок развивает многие качества и доставляет интеллектуальное удовольствие.
Рецензия на работу Ручко Семёна "Головоломки"
13
