Текст книги "Денис-изобретатель. Книга для развития изобретательских способностей детей младших и средних классов"

А теперь мы снова предлагаем читателям поупражняться в решении изобретательских задач. Когда вы их решите, взгляните в зеркало. На вас будет смотреть очень талантливый человек – это вы! Успехов вам!

Задачи от Дениса

Задача № 26. Где взять шерсть

Представим себе, что во дворе у дяди Вани вообще не было собаки, запахом которой можно напугать кота. Где взять шерсть, если во всей деревне нет ни одной собаки? Как спасти птенцов?

Подсказка

Чтобы найти нужный ресурс, еще раз внимательно прочитайте главу 1 книги.

Задача № 27. Ресурсы есть везде

А теперь представим, что не только собаки нет, но даже волчьей шерсти взять негде. Подстригать коту когти нельзя: он должен свободно гулять на свободе и ловить мышей. Переносить гнездо с птенцами тоже нельзя. Как же тогда уберечь птенцов от кота?

Трудная задача, но попробуйте справиться и с ней. Два ресурса, которые помогут решить задачу, упоминаются в тексте главы 8. Их обнаружил кот Громила, когда в страхе бежал от дерева. Прочитайте еще раз это место и найдите эти ресурсы. Применив их, вы сможете получить как минимум еще два способа сохранения птенцов, не используя собаку.

Подсказка

Ресурсы, которые вы примените, должны не пускать кота к дереву или не давать его когтям зацепиться за его ствол.

Успехов вам!

Как обычно сообщаем: решения можно подсмотреть в конце книги. Но самостоятельно решать все же лучше.

Глава 9
Как посчитали рыбу в пруду

Возле дома, где жил дядя Ваня, был небольшой пруд с чистой и прохладной водой. Денис частенько бегал на пруд купаться и, с разбега плюхнувшись в воду, любовался, как брызги воды искрились и сверкали на солнце. Он хлопал руками по воде и наблюдал, как волны кругами расходились от него и выплескивались на берег пруда.

Дядя Ваня с улыбкой наблюдал за купанием Дениса и несколько раз сфотографировал его своим новым цифровым фотоаппаратом. Потом он сказал мальчику:

– Ты, пожалуйста, потише купайся, а то всех моих рыб распугаешь.

– А разве в этом пруду есть рыбы? – спросил Денис.

– Да, есть. Месяц назад я запустил в него мальков золотых рыбок. Они были совсем маленькие, а теперь уже подросли. Я их кормлю два раза в день. Месяца через три-четыре они будут большими, тогда я их отвезу на базар и продам всем желающим. У нас будут деньги, и мы купим тебе новый велосипед.

Денис внимательно стал смотреть в воду пруда, но не смог увидеть ни одной рыбки.

– А где же они? – удивленно спросил он дядю Ваню.

– Да испугались они тебя, вот и спрятались, кто где мог – кто в ил зарылся, а кто под мостик уплыл. Если хочешь увидеть рыбок, вылезай на берег и тихо посиди у воды. Я же брошу им корм в воду, и тогда все они как одна приплывут на обед.

Дядя Ваня вынул из пакета рыбий корм и высыпал его в воду. Вначале робко, а затем все смелее и смелее рыбки стали подплывать к месту, где плавал корм. Схватив маленький кусочек корма, рыбка стремительно уходила в сторону, а через некоторое время возвращалась за новой порцией. Минут через десять все рыбки собрались к месту кормления, а дядя Ваня и Денис с интересом наблюдали за их поведением. Казалось, что рыбки подчиняются каким-то своим общим командам – они то объединялись в одну общую кучку, которая кружилась возле корма, то вдруг стремительно разбегались друг от друга, то снова соединялись. Некоторые рыбки выпрыгивали из воды и, сверкнув на солнце маленькой молнией, вновь уходили в воду. Поймать взглядом одну рыбку и проследить ее движение было невозможно.

– Дядя Ваня, а сколько рыб в пруду? – спросил Денис.

– Я бы сам хотел это знать, – ответил дядя Ваня. – Когда я запускал мальков в пруд, то забыл их подсчитать. Кроме того, тогда они были совсем маленькие, слабенькие, и не все смогли выжить в этом пруду. А сейчас рыбки подросли, окрепли, и мне необходимо точно знать их количество. Это нужно для того, чтобы правильно их кормить. Если дашь мало корма, то рыба останется голодной и плохо будет расти. Если дашь много, то лишний корм останется, начнет гнить и портить воду. В этом случае рыба может заболеть, а это уже совсем плохо. Вот у меня и возникла проблема – как подсчитать количество рыб в пруду, чтобы точно давать им корм? Давай попробуем это сделать сейчас, пока они здесь все вместе.

Как вы думаете, как можно посчитать рыб в пруду?

Денис и дядя Ваня стали внимательно всматриваться в воду и считать рыб. Через некоторое время Денис сказал:

– У меня получилось 36 рыбок.

– А у меня 40, – ответил дядя Ваня. – Давай еще раз пересчитаем.

Но вторичный подсчет показал еще большую разницу.

– Этих рыб невозможно посчитать правильно, – огорченно сказал дядя Ваня. – Они постоянно перемещаются и никак не стоят на одном месте. Надо что-то придумать.

– Эх вы, горе-изобретатели! Такую простую задачу и не можете решить! – крикнула Ворона, которая сидела на дереве и наблюдала, как Денис и дядя Ваня пытаются посчитать рыб.

– А что ты предлагаешь? – спросил дядя Ваня.

– У меня есть несколько очень правильных и талантливых решений, – гордо сказала Ворона.

– Ну скажи нам хотя бы одно из них, – попросил ее Денис.

Ворона подлетела поближе к берегу пруда и, указывая крылом на воду, сказала:

– Надо всю эту воду из пруда выпустить, чтобы рыба осталась на дне. Тогда она будет неподвижно лежать, вот и считайте свою рыбку, сколько вам хочется.

– Да ты с ума сошла! – возмутился дядя Ваня. – Я развел эту рыбу, чтобы вырастить ее, а не для того, чтобы она без воды померла на дне пруда. Плохое, очень плохое твое решение!

– Если вам не нравится это решение, у меня есть другое, и тоже очень хорошее, – продолжала Ворона.

– Ну, говори же!

– Нужно рядом выкопать второй такой же пруд и перечерпать кружкой воду из этого пруда в новый. Когда будете перечерпывать воду, в кружку обязательно будут попадать одна или две рыбки. Вот вы и будете их там считать. Когда перечерпаете весь пруд, узнаете общее количество рыб, при этом все они останутся живыми. Здорово я придумала? Вы сами никогда бы до этого не додумались!

– Ну и хвастунья ты, Ворона, – сказал дядя Ваня. – Твое второе решение тоже никуда не годится. Пока мы будем копать новый пруд, пока будем перечерпывать в него воду кружкой, пройдет очень много времени, и рыба уже успеет вырасти. А мне нужно знать, сколько ее, сейчас, чтобы давать ей правильное количество корма.

– Ну и считайте сами! – обидчиво крикнула Ворона и улетела на другое дерево.

– Дядя Ваня, – сказал Денис, – мне кажется, что в этой задаче есть обычное противоречие: рыба должна быть подвижной, потому что она живая и плавает, и рыба должна быть неподвижной, чтобы ее можно было посчитать. Как мы знаем, все противоречия разрешаются во времени или в пространстве.

– Что значит – «разрешить противоречие во времени»? – спросил дядя Ваня.

– Это значит, что если сейчас рыба подвижная, то в другое время – раньше или позже – она может быть неподвижной. Например, когда она была еще совсем маленькой, в виде икринок, она действительно была неподвижной, и ее легко можно было сосчитать.

– Но это время нами упущено, – огорченно сказал дядя Ваня.

– Тогда ее можно будет посчитать позже, когда вы ее выловите из пруда и повезете на рынок. В это время она тоже будет неподвижной.

– Конечно, я тогда смогу посчитать рыбу, – согласился дядя Ваня, – но это будет уже поздно. Мне нужно знать ее количество сейчас, чтобы правильно кормить.

Денис ненадолго задумался, а затем продолжил рассуждать:

– Значит, разрешить противоречие во времени нам не удается. Попробуем разрешить его в пространстве.

– А это как понимать? – спросил дядя Ваня.

– Это значит, что вся рыба должна находиться в пруду и быть подвижной и в это же время находиться в другом месте и вот там уже быть неподвижной. В этом «другом» месте мы и можем ее спокойно пересчитать. Сейчас нам нужно понять, каким образом сделать так, чтобы рыба одновременно оказалась в другом месте и была там неподвижной.

Давайте подумаем все вместе.

– Ура, я поняла! – крикнула незаметно вернувшаяся Ворона. – Слушайте меня и не говорите, что не слышали! Нужно пригласить цаплю и посадить ее в наш пруд. Она будет ловить рыбку, откусит у нее хвост, выбросит этот хвост на берег, а саму рыбку отпустит в воду. Вот и получится, что рыба разделилась в пространстве – часть ее будет продолжать плавать в воде, а хвост будет неподвижно лежать на берегу. Пересчитать эти хвосты совсем нетрудно, и мы узнаем, сколько всего рыб в пруду. Ах, какая я молодчина, какая умница!

– Ты опять хочешь погубить всю мою рыбу! – возмутился дядя Ваня. – Ты забыла, что когда мы спасали птенцов, ты тоже предлагала распилить Рекса на две части. Хорошо, что он спал и не слышал твоих слов, иначе он первый разорвал бы тебя на две половинки. Вот и сейчас ты снова предлагаешь такое же, но уже с рыбами. Кыш отсюда!

Но тут встал Денис и сказал:

– Подожди, Ворона, не улетай. Я поясню тебе, как понимать разнесение противоречивых требований в пространстве. Ты все поймешь и не будешь так часто ошибаться.

Не всегда нужно так прямо понимать слова «разделить объект на части». Разделить можно не сам объект, а только какую-то его часть. Вспомни, как мы разделили Рекса – не его самого, а только его часть. То есть взяли у него только немного шерсти. И все! Сам Рекс остался целым, но его запах вместе с шерстью оказался в двух местах – на дворе, где он живет, и у дерева, чтобы отпугивать кота. Вот так мы «разделили» Рекса, а не так, как ты предлагала. Сейчас у нас похожая, но все же другая ситуация. Нам нужно разделить не запах, а что-то другое. Что именно – я пока не знаю. Но часто бывает так, что объект уже разделен на части, а мы просто не видим этого и потому совершаем неправильные действия. Поняла теперь?

– Не поняла. Как это может быть, что кто-то уже разделен, а мы не видим этого? Поясни.

– Ворона, ты слышишь мой голос?

– Да, конечно слышу.

– Но я же нахожусь на земле, а ты сидишь на дереве. Значит, я разделен – часть меня, то есть мой голос, находится здесь, а другая его часть в твоих ушах. Поняла?

– Ой, я совсем запуталась! Выходит, я тоже разделяюсь, когда говорю с тобой?

– Конечно. Кроме того, и твое тело сейчас тоже разделено.

– Как это? Как это?! – испуганно вскрикнула Ворона и стала ощупывать себя и осматривать со всех сторон. – Неправда это, я здесь и вся целая!

– Да не пугайся ты так, – сказал Денис. – Если бы изображение твоего тела не было у меня в глазах, я бы тебя не видел. Значит, изображение твоего тела разделилось – оно одновременно находится и на дереве, и в моих глазах. Правильно? А теперь посмотри на землю. Это твоя тень?

– Конечно моя! Чья же еще?

– Вот видишь, и здесь ты тоже разделена – сама находишься на дереве, а часть тебя, то есть твоя тень, находится совсем в другом месте, на земле. Глядя не на тебя, а только на твою тень, я могу сказать, что на дереве сидишь ты одна, и рядом больше никого нет. Если бы на дереве сидело пять или десять твоих подружек, я бы все равно мог их посчитать, глядя не на них, а только на их тени. Вот и с рыбами, вероятно, можно поступить так же, то есть считать не их самих, а только их изображения, которые должны находиться в каком-то другом месте и быть неподвижными. Нам нужно разделить не самих рыб, а только их изображения. Как это сделать? – сказал Денис и глубоко задумался.

Помогите Денису решить эту задачу.

Тут послышался голос дяди Вани:

– Я все понял, я знаю, что надо делать, чтобы рыбы в одном месте были подвижными, а в другом – неподвижными!

Сказав это, он открыл футляр фотоаппарата.

А вы, читатели, догадались, что хочет сделать дядя Ваня?

Дядя Ваня взял фотоаппарат, подошел к берегу пруда, где кормились рыбки, и стал их фотографировать. Фотографии получились вот такими.

Глядя на фотографии, дядя Ваня и Денис спокойно пересчитали всех рыб, которые были в пруду, после чего смогли правильно рассчитать количество необходимого корма.

Вот вы и узнали, как можно разделять противоречия в пространстве.

А теперь, используя эти знания, самостоятельно решите несколько задач.

Задачи от Дениса

Задача № 28. Как сосчитать облака

При сильном ветре облака очень быстро двигаются по небу. Как узнать, сколько их находится в небе в один момент времени?

Задача № 29. Как сосчитать снежинки на ладони

В большой снегопад вы подставили ладонь, и на нее упало много снежинок. Их никак не удается посчитать, потому что они быстро тают. Как быть?

Задача № 30. Как сосчитать птиц в стае

Как узнать, сколько птиц находится в стае, которая быстро пролетает над вами?

Задача № 31. С какой скоростью растет дерево

Как узнать, с какой скоростью растет дерево, не подходя к нему и не измеряя его?

Ответы на эти задачи вы можете посмотреть в конце книги, но не спешите заглядывать туда. Вначале подумайте сами. Мы верим, что у вас все получится!

Глава 10
Как бревно достали из канавы

Возле дома, где жил дядя Ваня, был небольшой ручей, который весело бежал с горы и негромко журчал. Но во время сильных дождей этот ручеек широко разливался и затапливал двор дома. Чтобы этого не происходило, дядя Ваня выкопал для ручья глубокую канаву, и теперь вода даже в самые сильные дожди не выходила из него. Ручеек еще больше размыл канаву, и она стала глубиной почти в целый метр.

Однажды дядя Ваня привез из леса на тракторе большое и толстое бревно, чтобы распилить его на дрова. Это бревно действительно больше никуда не годилось. Внутри оно было трухлявым, а в некоторых местах с большими трещинами. Бревно было очень тяжелым, почти 6 метров длиной и полметра диаметром.

Возле ограды своего дома дядя Ваня с большим трудом сбросил бревно с тракторной тележки, но получилось это не очень удачно. Бревно покатилось по земле и упало прямо в глубокую канаву, где тек ручей. С тех пор оно там и лежит.

Дядя Ваня пытался топором разрубить бревно на части, но ему это не удалось. Бревно лежало на самом дне канавы, и топор чаще попадал по земле, чем по бревну. Полностью затупив топор, дядя Ваня оставил эту затею. Распилить бревно также не было возможности – пила не помещалась поперек канавы. Чтобы можно было работать топором или пилой, дядя Ваня хотел расширить канаву и залезть в нее сам. Но рядом с канавой росло большое дерево, и дядя Ваня не стал копать яму, так как побоялся повредить корни.

Вытащить бревно из канавы с помощью веревок тоже не удалось. Дядя Ваня пригласил всех своих знакомых, которые жили рядом, но даже эта команда не смогла вытащить бревно. Вот и лежит оно в канаве уже почти месяц и бесполезно гниет. Как достать его оттуда, никто не знает.

Может быть, вы поможете решить эту задачу?

– Да что тут думать, тут и думать нечего! – сказала Ворона. – Надо пригласить трактор, и пусть он вытащит это бревно.

– Не можем мы пригласить трактор, – возразил дядя Ваня. – Сейчас на полях идет сбор урожая, и там он будет занят еще целый месяц. А скоро наступит осень, выпадет снег, и нам нечем будет топить печку, чтобы согреться в доме. Давайте думать, как нам самим вытащить это бревно. Тогда я успею до холодов заготовить дрова и всю зиму буду в тепле.

Денис ходил возле канавы и внимательно рассматривал бревно. Наконец он остановился и сказал:

– Нужно составить идеальный конечный результат. Он будет таким: бревно само поднимается из канавы на поверхность земли!

– Денис, – сказал дядя Ваня, – мы его всей деревней пытались вытащить, а ты говоришь, что оно само (!) должно подняться… Как это?

– Дядя Ваня, вы ведь не использовали те ресурсы, которые есть рядом, вот и вышла неудача. Если что-то не получается, всегда надо использовать ресурсы.

– А какие здесь могут быть ресурсы?

– Давайте посмотрим вместе, – сказал Денис. – Первый: есть вода, которая течет в канаве, она и должна помочь поднять бревно. Второй: есть земля, которая тоже может помочь бревну подняться наверх. Третий: есть камни, которых много, и еще есть дерево. Видите, как много ресурсов, которые можно использовать!

Уважаемые читатели, основные ресурсы перечислены. Попробуйте их использовать, чтобы поднять бревно из канавы. Но не напрягайтесь физически, гораздо успешнее получается, если напрягаться умственно.

Напоминаем, что из ресурсов Денис первым выбрал воду ручья. Формулировка идеального конечного результата с использованием воды будет такой: бревно само, с помощью воды, поднимается наверх. Как это сделать?

– Это очень просто! – воскликнул дядя Ваня. – Всякая деревяшка плавает на поверхности воды, и это бревно тоже будет плавать. Но где мы возьмем столько воды, чтобы бревно всплыло?

– Вот это уже противоречие: воды должно быть мало, потому что ручеек маленький, и воды должно быть много, чтобы бревно всплыло наверх. Как разрешить это противоречие?

Денис остановился на мгновение, а затем продолжил:

– Почти все противоречия разрешаются или в пространстве, или во времени. Это противоречие мы попробуем разрешить во времени. Тогда получается так: пусть все время воды в канаве мало (как сейчас), но во время подъема бревна воды в канаве должно быть много. Вот и возникла задача: как временно поднять уровень воды в канаве?

– Я! Я! Я скажу! – крикнула Ворона. – Я сама догадалась! Нужно перегородить канаву, и она потихоньку наполнится водой. Вода сама поднимется! Ах, какая я умница! Вы всегда должны меня слушать!

Денис и дядя Ваня рассмеялись.

– Конечно, ты молодчина, – сказал дядя Ваня. – Но ты не смогла бы догадаться, если бы Денис не сформулировал идеал и противоречие. В этом его большая заслуга. А теперь пойдемте и сделаем так, как придумали.

Дядя Ваня и Денис взяли лопаты и быстро закидали землей канаву ниже бревна. Получилась запруда: ручей больше не стекал вниз, а стал медленно заполнять канаву. Прошло некоторое время, и вода заполнила всю канаву доверху. Бревно всплыло на поверхность.

Денис с дядей Ваней столкнули его палками в сторону. Бревно немного прокатилось по земле и остановилось.

– Порядок! – сказал дядя Ваня. – Теперь его можно распилить и поколоть на дрова. Молодец, Денис! И ты, Ворона, молодец!

Потом они все вместе разобрали запруду, и ручей снова потек по канаве.

Дядя Ваня и Денис, довольные результатами своего труда, сели на скамейку, чтобы немного отдохнуть, и разговорились.

– Денис, ты хорошо придумал с водой. А вот если бы ручей пересох, и не было в нем воды, смогли бы мы тогда поднять бревно?

– Смогли бы! – уверенно ответил Денис.

– Как? Как бы мы его подняли без воды?! Что-то мне не верится, – с сомнением сказал дядя Ваня.

Уважаемые читатели, а вы как думаете, можно ли поднять бревно из канавы, не используя воду?

Денис немного подумал и сказал:

– Ели бы не было воды, мы бы использовали другой ресурс – землю. Точнее, ее способность все к себе притягивать, так называемую силу тяжести (или, по-научному, гравитацию). Тогда идеальный конечный результат был бы таким: бревно само, под действием силы тяжести, поднимается наверх.

– Но ведь сила тяжести тянет вниз, а нам нужно поднимать бревно вверх! – удивился дядя Ваня. – Как можно использовать этот ресурс?

– Здесь опять противоречие, которое нужно разрешить: под действием силы тяжести бревно должно идти вниз, и под действием этой же силы тяжести бревно должно идти вверх.

– Ерунда какая-то получается, – хихикнула Ворона. – Бревно тяжелое, оно может идти только вниз! Я по себе это знаю! Сама всегда падаю вниз, когда перестаю махать крыльями.

Денис, не обращая внимания на слова Вороны, продолжал рассуждать:

– Если нам нужно одновременно делать что-то противоположное, такое противоречие разносится в пространстве самого объекта, то есть бревна.

В этом случае получается такая формулировка: одна часть бревна должна под действием силы тяжести опускаться вниз, а другая часть бревна в это же время должна подниматься вверх. Нужно подумать, как это сделать.

Давайте вместе подумаем над тем, как сделать, чтобы одна часть бревна опускалась, а другая поднималась.

– Так это же просто! – сказал дядя Ваня и стал рисовать на листке бумаги.

Все увидели, что если под одной частью бревна убрать землю, тогда под действием силы тяжести эта часть бревна опустится, а другая часть поднимется.

– Мы разнесли противоречие в пространстве бревна, – сказал дядя Ваня. – А дальше что делать?

– Теперь, – сказал Денис, – нужно повторить то же самое, но уже в другую сторону. То есть та часть бревна, которая опущена, должна теперь подняться, а которая поднята – опуститься. При этом центральная часть бревна должна немного приподняться. И для этого можно, опять же, использовать землю. Как это сделать?

– Надо подсыпать немного земли под центральную часть бревна, а потом снова его наклонить, но в другую сторону, – сказала Ворона.

– Правильно, – сказал Денис. – Бревно почти уравновешено, и даже подсыпав под него немного земли, можно будет легко его наклонить в другую сторону. При этом оно обопрется на подсыпанную кучку земли и поднимется на 2–3 сантиметра. А чтобы наклонить бревно, мне достаточно будет встать на его поднятый конец.

Теперь бревно поднялось на величину земляной подсыпки.

– А что дальше делать? – спросила Ворона.

– А дальше тоже очень просто, – сказал дядя Ваня. – Нужно подсыпать землю с другой стороны бревна и снова его наклонить. Бревно опять поднимется на 2–3 сантиметра. Нужно продолжать качать бревно и подсыпать под него землю то с одной, то с другой стороны, и так до тех пор, пока бревно полностью не поднимется из канавы до уровня земли.

– Поднятое бревно уже можно столкнуть в сторону, а потом очистить канаву от земли, – продолжил дядя Ваня. – Как видите, и этот ресурс, то есть землю, мы использовали, чтобы поднять бревно. Конечно, работать с землей труднее и медленнее, чем с водой, но при ее отсутствии и этот способ вполне применим.

– А вот если бы не было воды и нельзя было копать землю под бревном. Как тогда быть? Что делать? – спросила Ворона.

– Тогда, – сказал Денис, – мы применили бы другой ресурс – камни и дерево, которое растет рядом. Идеальный конечный результат был бы таким: бревно само, используя вес камней и дерево, поднимается из канавы наверх!

– Что ты говоришь?! – воскликнула Ворона. – Камни не живые, они не могут взять в руки веревку и тащить бревно из канавы. Тем более, они уже лежат на земле и свой вес передают земле, а не бревну.

– Веревку мы найдем сами, а вот чтобы камни своим весом тянули бревно, нужно разрешить противоречие: камни лежат на земле и камни не должны лежать на земле, чтобы своим весом тянуть веревку. Разнесем эти противоречия и в пространстве и во времени.

Часть камней нужно поднять, и когда они будут стремиться упасть на землю, то свою энергию, свой вес должны передать бревну.

– Когда-то я пытался веревкой вытащить бревно из канавы, но сил у меня не хватило. А камни, если их много и если их поднять, тогда они смогут своим общим большим весом вытащить бревно. Нужно только подумать, как это сделать, – добавил дядя Ваня.

Дядя Ваня и Денис после некоторого раздумья нарисовали на листке схему, где камни тянули веревку, привязанную к бревну.

Посмотрите на рисунок, и вы все поймете.

Веревка пропущена под бревном, один ее конец привязан к основанию дерева, а другой перекинут через сучок этого же дерева и имеет большую сетку или мешок. Для подъема бревна нужно в сетку или мешок набросать много камней, которые своим весом натянут веревку и поднимут бревно.

– Ура! – закричала Ворона. – Я всегда знала, что Денис – настоящий изобретатель! Даже с моими мозгами я бы не смогла такое придумать. Надо же, у Дениса даже камни стали помогать делать добрые вещи!

Уважаемые читатели, вероятно, вы уже привыкли к тому, что по окончании каждой главы мы предлагаем вам новые задания. Вот и сейчас творчески настроенные люди могут закрепить свое умение решать изобретательские задачи.