Bezpłatna biblioteka techniczna

NAUKA WYNALAZKU

KLIK I FIZYKA

Książki i artykuły / A potem przyszedł wynalazca

 Komentarze do artykułu

Przeczytałeś jedną trzecią książki. Jeśli spróbujesz przekazać znaczenie tego, co czytasz, tak zwięźle, jak to możliwe, otrzymasz coś takiego jak poniżej.

Problemy związane z wynalazkami były już dawno rozwiązywane (i nadal są rozwiązywane) metodą prób i błędów. Metoda jest nieskuteczna, dlatego na rozwiązanie problemów trzeba było włożyć wiele wysiłku, czasu i pieniędzy. Wynalazki są często opóźnione o wiele lat. Rewolucja naukowa i technologiczna wymagała zasadniczo nowych metod wynalazczości. Pojawiła się teoria wynalazczego rozwiązywania problemów (TRIZ), która uczy, jak rozwiązywać problemy bez przechodzenia przez „puste” opcje. Główna idea jest następująca: systemy techniczne powstają i rozwijają się w sposób naturalny; badanie tych wzorców dostarcza technik – narzędzi do rozwiązywania problemów wynalazczych.

Techniki, które poznałeś, można podzielić na trzy grupy:

- różne sztuczki, na przykład technika „zrób to z wyprzedzeniem”;

- techniki oparte na wykorzystaniu efektów i zjawisk fizycznych, do których zalicza się technikę „zmiany stanu skupienia”;

- złożone techniki, obejmujące zarówno przebiegłość, jak i fizykę, na przykład konstrukcja fepoli.

Najczęściej przy rozwiązywaniu problemów wynalazczych trzeba najpierw użyć sprytu, a potem fizyki. Sukces osiąga się właśnie poprzez połączenie obu. Dlatego zastosowanie fizyki w rozwiązywaniu problemów wynalazczych jest jednym z najważniejszych działów teorii wynalazku.

Zobaczmy, jak dokuje się przebiegłość i fizyka.

Problem 29. BĘDZIE PRACOWAĆ W WIELKOŚĆ!

W jednym zakładzie często psuł się automat. Była to bardzo dobra maszyna, lecz od czasu do czasu ulegała zniszczeniu prosta jej część – zakrzywiona rura, przez którą sprężone powietrze z dużą prędkością przepuszczało strumień małych stalowych kulek. Kulki uderzyły w ściankę rury w punkcie zwrotnym i odłamały kawałki metalu. Uderzając w ścianę, każda kula pozostawiała ledwo zauważalną rysę, ale po kilku godzinach kule przebijały grubą, trwałą rurę.

Realizacja pomysłu wynalazku zajęła zaledwie pięć minut. Co zasugerował?

Zatem jedna substancja (kulki stalowe) oddziałuje mechanicznie z inną substancją (ściankami rur). W rezultacie podano niepotrzebne (nawet szkodliwe) pole su. W fabryce próbowano to zniszczyć wprowadzając trzecią substancję - różne uszczelki, przekładki. To jest błędne: trzecia substancja musi jednocześnie chronić ściany i nie zapadać się. Te same kulki mogą stać się tą substancją. Tylko nieruchomi, zatrzymywali się przy ścianie rury. Jeśli wnętrze kolanka zostanie pokryte kulkami, ściany przestaną się zapadać. Latające kule mogą wybić jedną lub więcej kulek z warstwy ochronnej, ale jej miejsce natychmiast zostanie wypełnione jedną z kulek pędzących przez rurę.

W tym miejscu cała sztuczka się kończy. Teraz potrzebujemy prostej fizyki: jak uzyskać warstwę ochronną z piłek? Musisz użyć magnesów. W miejscu zgięcia rury umieść magnes na zewnątrz. Warstwa kulek natychmiast przyklei się do rury w środku. Problem rozwiązany! Warto zauważyć, że śrutownice do hartowania części były szeroko stosowane co najmniej ćwierć wieku przed pojawieniem się certyfikatu autorskiego nr 261 207 dotyczącego ochrony magnetycznej. Wszyscy widzieli problem, ale rozwiązali go wbrew teorii - zamontowali uszczelki, zrobili ścianki aparatu z mocniejszej stali...

Problem 30. WYSOKI ŻURAW

Kierownik laboratorium chemicznego zaprosił wynalazcę i powiedział:

Co zasugerował wynalazca?

Dla specjalisty TRIZ dźwig to typowy układ słupów ssących: korpus B1, część obrotowa B2 i pole sił mechanicznych Pmech. Pod wpływem pola Pmech część B2 przesuwa się względem korpusu B1, przez co szczelina pomiędzy B1 i B3 powiększa się lub odwrotnie, zmniejsza. Mamy już Vepol, ale nie działa dobrze. W rezultacie będziesz musiał zastąpić pole su i użyć innego pola. Który dokładnie – elektryczny, magnetyczny, elektromagnetyczny, termiczny?

Tutaj kończą się sztuczki, a zaczyna fizyka. W podręczniku fizyki dla dziewiątej klasy znajduje się cały rozdział poświęcony rozszerzalności cieplnej! Musimy tylko zmienić szerokość odstępu między B1 i B2.

Otwórz podręcznik. Oto opis doświadczenia: kula przechodzi przez nagrzany pierścień, którego wcześniej nie przechodziła. Rysunek pierścienia i kuli to gotowy model naszej baterii.

Porównajmy powstałe rozwiązanie z świadectwem autorskim nr 179 489: „Urządzenie do dozowania małych ilości gazu, składające się z korpusu i pręta ściśle przylegających do wewnętrznej powierzchni korpusu, znamienne tym, że w celu dozowania małych ilości gazu z dużą dokładnością, korpus wykonany jest z materiału o dużym współczynniku rozszerzalności cieplnej, a pręt wykonany jest z materiału, którego współczynnik rozszerzalności cieplnej jest znacznie mniejszy niż materiał korpusu.

Prawdopodobnie już rozumiesz, jak działa taki dźwig. Po podgrzaniu korpus rozszerza się silnie, ale pręt rozszerza się słabo. Pojawia się luka. Im cieplejsze jest ciało, tym większa jest różnica.

Znaczenie wynalazku, jak widać, polega na tym, że zamiast ruchu dużych części, „kawałków żelaza”, proponuje się zastosowanie rozciągania i ściskania sieci krystalicznej. Nawiasem mówiąc, sieć krystaliczną można rozciągać i ściskać nie tylko za pomocą pola termicznego. „Niektóre kryształy, takie jak kwarc, sól Rochelle i turmalin, zmieniają swój rozmiar pod wpływem pola elektrycznego: w zależności od kierunku pola są ściskane lub rozciągane” – pochodzi z podręcznika fizyki dla dziesiątej klasy. Zjawisko to nazywane jest odwrotnym efektem piezoelektrycznym. Cóż, sam już zgadłeś, że odwrotny efekt piezoelektryczny można wykorzystać do stworzenia mikrokranu. Istnieje również podobny efekt - magnetostrykcja: pole magnetyczne rozciąga (lub ściska) niektóre metale. Również odpowiednia odpowiedź na problem z dźwigiem.

Problem 31. SPOJRZEJMY W PRZYSZŁOŚĆ

Jeśli chcesz wycisnąć pozostałą pastę do zębów z prawie pustej tubki, połóż tubkę na twardej powierzchni i zwiń ją ołówkiem. Taka jest zasada działania pompy perystaltycznej (patrz rysunek): rolki dociskają elastyczny wąż do korpusu pompy i poruszając się, wymuszają przepływ cieczy lub pasty przez wąż.

Jak myślisz, jak mogą być zaprojektowane te pompy? Jakie efekty fizyczne są w nich stosowane?

Przejście od szorstkiego ruchu „kawałków żelaza” do subtelnego ruchu cząsteczek i atomów jest regularnością w rozwoju technologii. Stąd technika rozwiązywania wielu problemów: „przejście z poziomu makro na poziom mikro”.

Oto na przykład certyfikat praw autorskich nr 438 327: „Wibrujący żyroskop z masami wprawianymi w ruch oscylacyjny przez zmienne zewnętrzne lub pola elektryczne, znamienny tym, że jako masy oscylacyjne wykorzystywane są elektrony lub naładowane jony”. W konwencjonalnych żyroskopach wibracyjnych wibrują masywne ładunki - „ciężary” zamontowane na prętach. Ideą wynalazku jest to, że mikrocząstki – elektrony lub jony – traktowane są jako „odważniki”. Ten żyroskop jest znacznie bardziej kompaktowy, dokładny i niezawodny.

Czytając w poprzednim rozdziale o czterech etapach rozwoju systemów technicznych, być może zastanawiałeś się: cóż, systemy przechodzą przez cztery etapy, ale co dalej dzieje się z systemami? A potem są dwie możliwości. O jednym już mówiłem: system, osiągając granice rozwoju, łączy się z innym systemem i tworzy nowy, bardziej złożony system - rozwój trwa. Na przykład rower w połączeniu z silnikiem spalinowym stał się motocyklem. Pojawił się nowy system i jego rozwój był kontynuowany.

Czasami droga do integracji z innymi systemami jest zamknięta. Musimy się zjednoczyć, ale nie możemy się zjednoczyć... Taką sprzeczność przezwycięża fragmentacja: podzielimy system na kilka części i z połączenia tych części zbudujemy coś nowego. Zakaz dotyczył integracji z systemami firm trzecich, tego zakazu nie złamaliśmy.

A co, jeśli nie możesz łączyć ani dzielić? Załóżmy, że zadanie jest ustawione: wymagane jest wzmocnienie właściwości „sprężynujących” sprężyny spiralnej bez dodawania czegokolwiek do niej i miażdżenia. Załóżmy, że sprężyna jest wykonana z najodpowiedniejszej stali, nie ma sensu zmieniać stali.

Więcej >>

Zobacz inne artykuły Sekcja A potem przyszedł wynalazca.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że ​​napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Lody nietopliwe 10.09.2015 W parku rozrywki Alton Towers, który znajduje się w brytyjskim hrabstwie Staffordshire, rozpoczęła się sprzedaż pierwszych na świecie nietopliwych lodów. Lody zostały opracowane przez angielskiego szefa kuchni Hestona Blumenthala, który specjalizuje się w kuchni molekularnej i uwielbia eksperymentować z kompozycją swoich charakterystycznych dań. Szef kuchni trzyma składniki swoich lodów waniliowych w ściśle strzeżonej tajemnicy. Wiadomo jedynie, że przysmak poddawany jest specjalnej obróbce cieplnej, dzięki czemu długo zachowuje swoją konsystencję. Testy na ochotnikach potwierdziły, że nietopliwe lody są całkowicie nie do odróżnienia w smaku od „zwykłej” wanilii.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Inteligentne biurko Lumina Biurko

▪ gen szczupłości

▪ Akcelerometr ST Microelectronics LIS3DHH

▪ DVD/VHS od LG ELECTRONICS

▪ Archeolodzy w tunelu

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Podstawy pierwszej pomocy (OPMP). Wybór artykułu

▪ artykuł Wylewanie błota. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Skąd się wzięło słowo getto? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Zapewnienie nurka. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Proste konstrukcje na trinistorze KU112A. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Podłączanie czterech joysticków do dekodera wideo. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024