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BÜCHER UND ARTIKEL
DAS PERFEKTE AUTO – WENN DAS AUTO NICHT VERFÜGBAR IST...
Bücher und Artikel / Und dann kam der Erfinder
Massive, starre, unveränderliche technische Systeme werden durch leichte, „luftige“, sogar „ephemere“ Systeme ersetzt, die aus kleinen Partikeln, Molekülen, Atomen, Ionen und Elektronen aufgebaut sind, die durch Felder gesteuert werden. Ein ideales Auto sollte überhaupt kein Gewicht oder Volumen haben ... Ideal ist, wenn die Aktion ausgeführt wird, aber kein Auto vorhanden ist. Daher ist die Definition von IFR, also dem idealen Endergebnis, eine Technik, die auf der Nutzung eines der Hauptgesetze der Entwicklung technischer Systeme basiert. Und gleichzeitig ist dies ein psychologischer Trick: Wenn man sich auf die IFR konzentriert, hört man auf, an die alte, vertraute Form der Maschine zu denken. Der RBI ist eine sehr wirkungsvolle Technik und es gibt viele Regeln, die es Ihnen ermöglichen, den RBI genau zu formulieren. Gehen wir nicht ins Detail. Die Hauptsache ist wichtig: Wir müssen fordern, dass alles wie im Märchen von selbst geschieht. Aufgabe 47. WIE IM MÄRCHEN Auf der Staatsfarm wurde das Projekt neuer Gewächshäuser besprochen. „Eigentlich nicht schlecht“, sagte der Regisseur, „aber es gibt keine Mechanisierung.“ Schauen Sie, hier ist das Dach des Gewächshauses: ein Leichtmetallrahmen mit Glas oder Folie, einseitig befestigt. Wenn die Innentemperatur über 20 Grad liegt, muss der Rahmen angehoben werden, bei niedrigeren Temperaturen muss er abgesenkt werden. Tagsüber kann sich die Temperatur im Gewächshaus Dutzende Male ändern. Nun, die ganze Zeit den Rahmen manuell öffnen und schließen? - Warum manuell? sagte der Mechaniker. - Sie können Geräte einsetzen - ein Temperaturrelais. Die Temperatur ändert sich – sie schalten die Elektromotoren ein. Wir werden Zahnräder, Hebel und Kabel an den Motoren anbringen, um den Rahmen anzuheben und abzusenken. „Das wird nicht funktionieren“, erwiderte der Buchhalter entschieden. - Wir haben Hunderte von Gewächshäusern und Sie werden in jedem eine Maschine installieren. Zu kompliziert und teuer. „Es gibt einen technischen Widerspruch“, fasste der Regisseur zusammen. - Wir werden bei der Mechanisierung gewinnen, wir werden bei der Komplikation und dem Anstieg der Kosten für Gewächshäuser verlieren ... Und dann tauchte ein Erfinder auf. „Lassen Sie uns eine IFR formulieren“, sagte er. - Wie im Märchen sein. Eine gute Formulierung des IFR plus Physik der neunten Klasse – und das Problem ist gelöst. Wie formuliert man ein IFR für diese Aufgabe? Was meinte der Erfinder, als er die Physik der neunten Klasse erwähnte? Lassen Sie uns dieses Problem gemeinsam lösen. Zunächst stellen wir fest, dass wir nicht vor einer Aufgabe stehen, sondern vor einer Situation, aus der es gilt, die Aufgabe „herauszulösen“. Das Greenhouse-System ist jung, es ist noch nicht einmal dynamisch und verändert sich. Daher lautet die Aufgabe hier: Wir werden das Gewächshaus retten, wir werden versuchen, es nicht wieder aufzubauen, aber wir werden den Nachteil beseitigen (das Dach steht still, die Pflanzen überhitzen). Von einer Mechanisierung des Gewächshauses ist keine Rede. Schließlich ist der Elektromotor und die Übertragung von ihm auf das Dach bereits ein neues System. Das IFR sollte so klingen: „Das Dach selbst hebt sich, wenn die Temperatur steigt, und es sinkt, wenn sie sinkt.“
Eine unwissende Person wird ausrufen: „Unglaublich!“ Aber wir alle wissen, dass solche „Wunder“ durchaus möglich sind. In Aufgabe 32 – über den Schutz von Drähten – wurden die Ferritringe selbst magnetisch und verloren selbst ihre magnetischen Eigenschaften. Warum ist es unmöglich, dem Dach „zuzustimmen“, damit es sich selbst hebt und senkt? Das thermische Feld befahl den Ringen. Lass es das Dach beherrschen. Sie müssen also die Wärmeausdehnung nutzen. Nehmen wir die Rute und... Nein, so wird es nicht funktionieren. Selbst bei einem starken Temperaturanstieg verlängert sich der Stab nur um den Bruchteil eines Prozents. Deshalb haben wir die thermische Ausdehnung zur Mikroverschiebung genutzt. Und bei dieser Aufgabe muss das Dach um 20-30 Zentimeter angehoben werden. Schauen wir uns das Physiklehrbuch für die neunte Klasse an. Im Kapitel über die Wärmeausdehnung gibt es eine Zeichnung eines Bimetallstreifens – zwei verbundene Streifen aus Kupfer und Eisen. Kupfer dehnt sich mit steigender Temperatur stärker aus als Eisen. Aber in einer Bimetallplatte sind Kupfer und Eisen miteinander verbunden, sodass sich die Platte beim Erhitzen sehr stark verbiegt. Eine Gewächshausabdeckung aus solchen Platten hebt sich von selbst, wenn die Temperatur steigt, und wenn sie sinkt, sinkt sie von selbst. Aufgabe 48. SCHIFFE DES XNUMX. JAHRHUNDERTS In einem Konstruktionsbüro entwickelte eine Gruppe von Ingenieuren ein Projekt für einen selbstfahrenden Lastkahn. Die Arbeit ist langweilig: Ein Lastkahn ist wie ein Lastkahn, nichts Neues. Ein bisschen stärkerer Motor, ein bisschen mehr Geschwindigkeit, das ist alles. „Oh, um ein Schiff des XNUMX. Jahrhunderts zu entwerfen“, sagte der jüngste Ingenieur einmal, „darin sollte alles grundlegend neu sein.“ - Sogar der Körper? - fragte seinen Kameraden. „Und der Rumpf“, antwortete der Ingenieur. - Zuallererst der Körper. Schließlich hat er sich seit tausend Jahren nicht verändert. Es war aus Holz, dann aus Stahl. Es ist immer noch nur eine normale Box. - Der Körper wird immer eine Kiste sein... Und dann tauchte ein Erfinder auf. - Streite nicht! - er sagte. - Es ist notwendig, die Theorie der erfinderischen Problemlösung anzuwenden. Jetzt ist der Schiffsrumpf ein starrer, stromlinienförmiger Kasten. Technisches System in der zweiten Entwicklungsstufe. Sie müssen also zu einem beweglichen, flexiblen Körper übergehen. Vielleicht ist es dazu notwendig, von der Makroebene auf die Mikroebene zu wechseln und ein Schiff aus feldgesteuerten Atomen oder Molekülen zu bauen ... Es kann auch eine ehrgeizigere Aufgabe gestellt werden. Ein ideales Auto ist, wenn es kein Auto gibt, aber die Aktion ausgeführt wird. Das bedeutet, dass der ideale Rumpf dann vorliegt, wenn es keinen Rumpf gibt, das Schiff aber existiert und funktioniert. Lassen Sie uns die Simulation des kleinen Mannes und den PBC-Operator verwenden ... Stellen Sie sich also die Wand eines Schiffsrumpfs vor. Dickes Stahlblech. Ersetzen Sie es jetzt durch ein paar kleine, kleine Leute. Wie stellt man sicher, dass die kleinen Männchen nicht unter den Wellen weglaufen? Wie sollten die kleinen Männchen handeln, damit das Schiff schneller vorankommt? Eine gewöhnliche Wand reibt am Wasser und verlangsamt die Bewegung des Schiffes. Aber du hast eine Wand aus kleinen Männern. Einfach bestellen – und die kleinen Männchen machen, was Sie wollen ... Spielen Sie mit den kleinen Männchen (bauen Sie ein mentales Modell einer neuen Mauer) und kehren Sie dann zur Technik zurück: Wie lässt sich technisch umsetzen, was die kleinen Männchen tun? Wenn Sie damit fertig sind, nehmen Sie die zweite Herausforderung an: Wie sollte ein Schiff mit einem idealen Rumpf aussehen? Hier müssen Sie den PBC-Operator verwenden. Angenommen, das Schiff hat die Größe eines Moleküls angenommen. Eigentlich gibt es kein Schiff. Es gibt ein Molekül und eine Ladung – einzelne Atome. Wie kann ein Molekül eine Last tragen? Stellen Sie sich dieses Bild vor und übertragen Sie das gefundene Prinzip auf ein Schiff gewöhnlicher Größe. Es muss sichergestellt werden, dass es keinen Körper gibt und dass er sozusagen ...
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