Механическая объемная головоломка

Предлагаемая полезная модель относится к области развивающих игр , в частности, механических объемных головоломок.
В настоящее время , несмотря на широкое развитие сферы электронных развивающих игр и головоломок , механические головоломки no-прежнему являются одним из массовых средств развития интеллекта, изобретательской деятельности подрастающего поколения.
Наиболее сложными, но и наиболее интеллектуальными с точки зрения трудности решения являются объемные головоломки.
Одним из направлений объемных головоломок являются головоломки , в которых широко используется принцип определения вида и сравнения геометрических фигур.
Так, известна головоломка /1/, в которой имеется набор игровых тел разной геометрической формы, размещенных в разборном пустотелом кубе, во всех шести гранях которого вырезаны отверстия , повторяющие геометрическую форму тел из набора.
Решающий головоломку вначале методом сравнения определяет, какое из набора геометрическое тело нужно взять для того, чтобы оно соответствовало формеотверстия в
соответствующей грани куба, а затем просунуть выбранное тело через данное отверстие.
Недостатком головоломки является ее невысокая игровая занимательность, в связи с элементарным уровнем решаемой задачи.
Известна головоломка /2/, которая представляет пустотелый куб, боковые грани которого зарешечены, низ - сплошной, а в верхней /потолочной / грани выполнено отверстие в виде квадрата, диагональ которого равна размеру ребра игрового элемента, выполненного в виде тетраэдра , размещенного с возможностью свободного перемещения внутри куба.
Недостатком данной головоломки является единственный вариант решения задачи - вынуть тетраэдр из куба через единственноеотверстие, что снижает занимательность
головоломки.
Вышеуказанная головоломка 111 и выбрана автором в качестве прототипа предложенной, как наиболее близкая к ней по технической сути и достигаемому положительному эффекту.
Задачей, которую ставил автор, разрабатывая предлагаемую головоломку, являлось повышение игровой занимательности головоломки за счет расширения вариантов попыток ее решения без существенного усложнения конструкции головоломки.
Эта задача решена в конструкции головоломки, которая представляет собой, преимущественно, пустотелый куб с размещенным в нем с возможностью свободного перемещения игровым элементом в виде тела, представляющего собой комбинацию тетраэдра и шара с общим центром и диаметром шара удовлетворяющим выражению:
где Д - диаметр шара игрового элемента а А - длина ребра тетраэдра игрового элемента, при этом, по меньшей мере, еще в одной из граней куба выполнено отверстие, форма которого - круг, треугольник или любая проекция игрового элемента, а размеры взяты из условия не прохождения игрового элемента через выбранное отверстие.
Новыми существенными признаками по отношению к выбранному прототипу являются:
-выполнение игрового элемента в виде тела, представляющего собой комбинацию тетраэдра и шара с общим центром и диаметром шара, удовлетворяющим выражению: г -Д
где Д - диаметр шара игрового элемента , а А - длина ребра тетраэдра игрового элемента;
-выполнение , по меньшей мере, еще в одной из граней куба отверстия, форма которого - круг, треугольник или одна из возможных проекций игрового элемента, с размерами, взятыми из условия не прохождения игрового элемента через выбранное отверстие.
° IT
ИГ )
Предложенная головоломка представлена на чертеже, где:
1- пустотелый куб;
2- квадратное отверстие , диагональ которого равна размеру ребра тетраэдра игрового элемента, а сторона - диаметру шара игрового элемента;
3-7 отверстия в гранях куба в виде круга, треугольника и
проекций игрового элемента с размерами, взятыми из условия
не прохождения игрового элемента через выбранное
отверстие;
8 - игровой элемент в виде тела , представляющего собой
комбинацию тетраэдра и шара с общим центром и диаметром шара ,
удовлетворяющим выражению: /т „ А
где Д - диаметр шара игрового элемента , а А - размер ребра тетраэдра игрового элемента;
Работа с головоломкой заключается в следующем.
Для решения головоломки игровой элемент 8 должен быть внутри куба 1 с возможностью свободного перемещения.
Задача решающего головоломку - вынуть игровой элемент 8 из куба 1 через любое отверстие в боковых гранях куба.
Зрительно квадратное отверстие 2 в кубе намного меньше габаритов игрового элемента 8, поэтому решающий головоломку начинает пробовать вынуть игровой элемент 8 через отверстия 3 7.
Но отверстия выполнены так , что, например, в отверстие 3 входит шаровая часть игрового элемента 8, но не проходит тетраэдр, в отверстие 4 входит тетраэдр, но не проходит шаровая часть элемента 8 и т.д.
В связи с данными обстоятельствами решать головоломку становится занимательнее, т.к. вариантов попыток решения становится существенно больше.
Но на самом деле решение головоломки одно - через квадратное отверстие 2 в кубе, т.к. имеется одно положение игрового элемента 8, когда шар и тетраэдр образуют проекцию именно в виде квадрата, соответствующего отверстию 2, и игровой элемент 8 вынимается из куба 1.
Промышленная реализация головоломки не вызывает трудностей, т.к. головоломка может быть выполнена из дерева , пластмассы и других материалов по известным в технике технологиям, на известном оборудовании..
гг
В настоящее время автором изготовлены опытные образцы головоломки, практика апробирования которых подтвердила существенное повышение занимательности ее решения.
Проводится работа полезной модели на одном из по промышленному освоению предприятий Московской области.