Упражнение 9. к теме Противоречие

На стройке часто можно увидеть форму для бетона — опалубку. Попросту говоря — большой ящик из досок по форме будущего фундамента. Внутрь опалубки заливают бетон. Когда бетон, как говорят строители, “схватился”, опалубку разбирают. Да вот задача: как быстро разобрать ее на доски? Нужно разрешить противоречие: чтобы гвозди легко вынимались, их шляпки должны хоть немного торчать над доской, а чтобы надежно скрепляли доски — забиты по самую шляпку.

Решение: специальные гвозди, имеющие две шляпки – одну под другой. Одна из шляпок прижимает доску, а за другую гвоздь удобно вытаскивать.

Упражнение 10. Задача Робинзона

Робинзон Крузо, решив выбраться со своего острова, свалил огромное дерево и несколько месяцев долбил из него лодку. Наконец, он ее изготовил и только тут понял, что дотащить ее до берега не сможет. Она оказалась слишком тяжелой.

Как Вы считаете, в чем состояла ошибка Робинзона и как он мог бы ее избежать? Рассмотрите все девять экранов на рис.2. Что на них изображено? Какие появляются идеи?

Решение:

Первое требование ТРИЗ - выяснить причины возникновения задачи. Поэтому проанализируем ситуацию, которую нам предлагают как "задачу Робинзона".

На острове Робинзон оказался в результате кораблекрушения. Чтобы вернуться домой, в родную Англию, нужно преодолеть водную преграду - океан. Теоретически есть три варианта - по воздуху, по поверхности воды и под водой. Бывалый моряк, Робинзон, даже не задумываясь, выбирает естественный для него вариант - по воде. Здесь проблем нет.

Чтобы переплыть океан и не утонуть и не умереть с голоду, нужна надежная - большая! - лодка. Большую лодку можно вырубить топором из большого дерева - здесь проблем тоже нет. Проблема возникает, когда лодку нужно спустить на воду, и сделать это известным Робинзону (и участникам передачи "Требуется идея") способом не удается.

Попробуем разобраться, почему - не удается. Огромнейший кедр, из которого Робинзон делал лодку, имел в поперечнике у корней пять футов десять дюймов (примерно 1 м 80 см - прим. Авт.), а на высоте двадцати двух футов (около 7 м) - четыре фута одиннадцать дюймов (около 1,5 м). Такое бревно весит около пятнадцати тонн, и если даже предположить, что при обработке бревна три четверти его объема ушло в стружку, то вес лодки составит 4 тонны.

Чтобы ТАЩИТЬ такую лодку, нужна большая сила тяги, Силу тяги можно уменьшить, если снизить потери на трение

Главное для Робинзона - чтобы лодка была большая во время плавания. Значит, она должна быть "как маленькая", то есть требовать небольших усилий, во время перетаскивания.

Выясним, почему лодку тяжело тащить. Чаще всего отвечают, что лодка тяжелая - весит целых 4 тонны! И только после анализа выясняется, что дело не в весе, а в силе трения, которая создается этим весом между днищем лодки и поверхностью земли. И сразу возникает новая идея: если лодку КАТИТЬ на катках или колесах по твердому основанию, а не ТАЩИТЬ по земле или даже козьим шкурам, смазанным жиром, то нужна совсем небольшая сила тяги. Иными словами, нужно заменить трение скольжения - трением качения. А для этого лодку нужно поставить на катки - то есть поднять. Но когда вспоминают, что поднимать надо 4 тонны, от этой идеи чаще всего сразу отказываются, считая, что подъем лодки - такое же сложное дело, как и ее перемещение. И зря! Ведь тащить нужно все расстояние, а поднимать - только один раз. Кроме того, подняв лодку и поставив ее на катки, мы решим проблему ее перемещения.

Поэтому поставим новую задачу - поднять лодку. В настоящее время функции грузоподъемных механизмов выполняют рычаги, домкраты, блоки, подъемные краны, дирижабли, вертолеты и так далее. У Робинзона всего этого нет. Что может выполнить основную функцию крана - его способность создавать подъемную силу? Сама система – т.е. лодка. Иными словами, лодка должна сама себя поднять, то есть выступать одновременно в двух ролях: в качестве объекта, который нужно поднять, и в качестве силы, которая поднимает.

Оба варианта можно реализовать, если мысленно разделить лодку на две части и рассматривать, например, корму - в качестве силы, а нос - в качестве объекта. Но, чтобы нос мог подняться, корма должна опуститься, а опускаться ей некуда - мешает земля. Новая задача, но значительно более простая: выкопаем яму под кормой. А чтобы много не копать - сместим центр тяжести лодки к корме, для этого можно использовать тот самый грунт, который мы из-под кормы вынимаем. Когда нос задерется, а корма опустится в яму - подставим катки, выбросим груз из лодки - и она сама на катки опустится. Теперь лодку можно катить к морю.