Задачи
I-го этапа ХVI Всеукраинского открытого турнира юных изобретателей и рационализаторов (г. Чернигов, 6-11 декабря 2013 года)
1. «Амортизаторы». Амортизаторы современных автомобилей включают в себя обычные пружины и дополнительные масляные демпферы, которые гасят колебания транспортного средства. Существуют также электромагнитные амортизаторы. Однако существующие гидравлические, электромеханические системы сложны и дороги в обслуживании. Предложите другое, простое и дешевое устройство, которое бы выполняло свою функцию не хуже, чем уже существующие.
2. «Включение «дворников». Во время дождя щетки («дворники»), которые очищают лобовое стекло автомобиля от капель воды, включаются водителем и осуществляют свои движения с определенной частотой. При таких условиях включенные щетки продолжают свои движения и тогда, когда дождь прекратился. Предложите устройство, которое бы включало и выключало «дворники» автоматически, в зависимости от потребности.
3. «Дыры в шифере». Несмотря на то, что благодаря развитию новых технологий в строительстве сейчас используется много новых кровельных материалов, шиферные кровли остаются достаточно распространенными и популярными из-за их сравнительно невысокой стоимости, простоты кровельных работ и долговечности. Однако шиферные кровли имеют ряд существенных недостатков, главным из которых является хрупкость материала. Дырки, образующиеся в листах шифера на крыше (например, после падения камня с высокого здания и т. д.), достаточно трудно «залатать», особенно, если дырка образовалась в средней части шиферного листа, а нового листа шифера нет. Предложите эффективный способ ремонта отдельных дыр на шиферной крыше без разборки кровли и сплошной замены листов шифера.
4. «Удешевление рекламы». В последнее время все чаще используются гигантские рекламные щиты, в частности вдоль автомобильных дорог или даже просто в поле. Иногда специально для питания такого щита прокладывают небольшую линию электросети. А нельзя ли заставить рекламный щит (площадью до 10 м кв.) обеспечивать электроэнергией, необходимой для его освещения, самостоятельно? Понятно, что об использовании солнечных батарей речь не идет, поскольку площадь щита занята рекламой.
5. «Предотвращение раскачивание лодки». Небольшие надувные лодки удобны в пользовании (например, для рыбалки) и в их хранении (компактные), однако на неспокойной воде (например, в ветреную погоду) волны слишком раскачивают лодку. Предложите эффективное устройство или способ уменьшения раскачивания лодки.
6. «Сигнализатор». При выполнении лабораторных работ учащиеся иногда нарушают полярность включения измерительных электрических приборов, что может привести к их выходу из строя, перегрузке источника и к другим неприятностям. Предложите устройство, которое бы сигнализировало о неправильном включении измерительных приборов.
7. «Электромагнитный замок». Входные двери подъездов многоквартирных домов часто оборудуют электронным кодовым замком. В закрытом состоянии такие двери фиксируются электромагнитом, напряжение с него снимается кратковременно только при открывании двери. В связи с этим, электромагнит практически все время потребляет электрическую энергию. Предложите новую конструкцию электрического замка, который был бы так же надежен и бесшумен в работе, как и его предшественник, но не потреблял бы электроэнергию для удержания двери в закрытом состоянии.
8. «Механическое движение». Для исследования движения тел используются различные устройства, например, тележка с капельницей, которая отмечает каплями жидкости перемещения, совершенные за одинаковые промежутки времени; установленный под углом к горизонту желоб с шариком, датчиками и секундомером и т. д. Однако эти устройства имеют ряд недостатков, в частности, незначительную точность, ограниченность в использовании и непригодность для исследования движения реальных объектов и т. д. Предложите устройство, которое бы было удобным в использовании и позволяло проводить исследования движения реальных объектов с большей точностью.
9. «Биметаллический двигатель». Швейцарский часовщик П. Дроз предложил двигатель, который поднимает гирю часов вследствие изменения температуры внешней среды. Работа такого двигателя основана на использовании биметаллической пластины, а принцип его действия легко понять из рисунка. Очевидно, что для эффективной работы этого устройства необходимы существенные периодические изменения температуры окружающей среды, например, при смене дня и ночи и т. д. Предложите двигатель, построенный на основе использования свойств, характерных для биметаллических изделий, но чтобы он мог работать за счет солнечной энергии в течение всего дня, т. е. при достаточно стабильной температуре окружающей среды.
10. «Бездорожье». Случается, что при перемещении по дорогам без твердого покрытия (грунтовых дорогах и т. п.) машина застревает в грязи или в глубоком сухом песке и не может оттуда выехать. Автомобиль или выталкивают вручную (если есть кому), или извлекают другим транспортным средством с помощью троса (берут на буксир), или же пользуются лебедкой, один конец троса которой прикрепляют к дереву или какому-либо другому жестко закрепленному предмету. А что делать при отсутствии всего перечисленного? Предложите другое устройство или способ, которые были бы пригодны для вытаскивания застрявшего в грязи или песке автомобиля.
11. «Разметка на дороге». Безопасному движению по асфальтированным дорогам способствует нанесенная на них разметка (цветные линии, нанесенные краской). Дорожная разметка помогает водителям ориентироваться на проезжей части, на опасных участках не выезжать на встречную полосу движения, безопасно маневрировать и т. п. Однако бывает, что линии разметки становятся плохо различимыми (вследствие их стирания, покрытия слоем снега и т. д.). Как же водителю ориентироваться на дороге в таких случаях? Предложите пригодное для этого устройство или другой вид разметки, которые бы позволяли безопасно двигаться по дороге.
12. «Часы». Несмотря на то, что в последние десятилетия появились новые типы часов (электронные и электромеханические), традиционные механические, так называемые «каминные» часы с длинными маятниками, остаются важным предметом обустройства жилых и служебных помещений. Однако такие маятники имеют один недостаток – их длина зависит от температуры. При удлинении «рабочей» части маятника ход часов замедляется, при ее укорачивании – ускоряется. Для корректировки хода существуют соответствующие механизмы восстановления длины «рабочей» части маятника. Как правило, такое регулирование осуществляется вручную. Предложите конструкцию маятника, в котором бы длина его «рабочей» части оставалась постоянной без вмешательства человека.
13. «Ночная дорога». В темное время суток свет фар едущего сзади автомобиля, вследствие отражения от зеркал заднего вида, попадает в глаза водителю автомобиля, который движется впереди. Создаются условия для его ослепления, что чревато возникновением ДТП. Предложите устройство, которое бы предотвращало ослепление водителя в таких условиях.
14. «Питание «мышки». Сейчас достаточно часто используются беспроводные мышки. Для обеспечения автономной работы они обязательно содержат источник питания – гальванический элемент или аккумулятор, которые время от времени приходится заменять или подзаряжать. Предложите конструкцию мышки, которая работала за счет энергии движений оператора, работающего за компьютером.
15. «Безопасный лом». Лед или утрамбованный снег на тротуарах зачастую разрубают ломами, лопатами или другими подходящими для этого устройствами. При этом иногда повреждается покрытие тротуаров. Предложите устройство, которым бы удавалось успешно разрубать лед и твердый снег, но его использование не приводило к разрушению покрытия тротуаров.
16. «Пила "Дружба"». В домашних условиях толстые бревна на дрова иногда еще пилят двуручной пилой. В шутку такой инструмент называют «Пила "Дружба"». Легко догадаться, что смысл названия заключается в необходимости одновременной работы двух человек, которые по очереди тянут полотно режущего инструмента к себе. А если человеку не с кем пилить? Пользоваться двуручной пилой как ножовкой неудобно – полотно инструмента достаточно длинное, поэтому оно гнется и вибрирует. Предложите устройство, с помощью которого один человек смог бы самостоятельно пилить дрова двуручной пилой.
17. «Пульт от телевизора». Каждому знакомы неудобства поиска дома пульта от телевизора, который «непонятным образом» исчезает в самый неподходящий момент. Предложите устройство или способ, который бы существенно облегчал и ускорял поиск «пропавшего» в квартире пульта от телевизора.
Примечание. Некоторые из приведенных задач уже предлагались участникам предыдущих Всеукраинских турниров юных изобретателей и рационализаторов при проведении финальных этапов соревнований, однако решения этих задач либо не докладывались, либо не содержали новых и оригинальных идей.
Авторы задач: ,
