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LIBROS Y ARTÍCULOS
LA CINTA QUE DESARROLLÓ MÖBIUS
Libros y artículos / Y luego vino el inventor
En la historia del famoso escritor de ciencia ficción Arthur Clarke "The Wall of Gloom", el sabio Greil le pregunta a su interlocutor: "Aquí", le dijo a Braildon, "hay una sábana plana". Por supuesto, esto tiene dos caras. ¿Te imaginas esta sábana sin dos caras? Braildon lo miró sorprendido. - Esto es imposible..." De hecho, a primera vista, esto es imposible. Tome una tira de papel, tiene dos lados. Puede conectar, pegar los extremos de la tira, obtener un anillo y aún habrá dos superficies: exterior e interior. ¿Y si primero tuerces la hoja y luego conectas los extremos? .. "Grial volvió a unir los extremos de la tira de papel, pero primero la torció una vez. "Mueve tu dedo ahora", dijo Greil en voz baja. Braildon no hizo esto, ya entendió lo que quería decir el viejo sabio. "Entiendo", dijo. - No más dos aviones separados. Ahora, una superficie continua, un plano de un solo lado..." El anillo "torcido" se llamó cinta de Möbius, en honor al matemático alemán que describió por primera vez sus propiedades inusuales. Imagina que una hormiga viaja a lo largo de la superficie exterior de un anillo ordinario. Si la hormiga no cruza los bordes, sino que camina a lo largo de la hoja, volverá a su punto de partida, sin pasar por la superficie exterior. En la cinta de Möbius, el viaje de la hormiga durará el doble: la hormiga, sin cruzar los bordes, pasará por alto ambas superficies, la exterior y la interior. Tal viaje a través de un planeta inusual lo realiza uno de los héroes del "Muro de las Tinieblas". Fantástico, dices. ¡No! Incluso hoy en día, las sorprendentes propiedades de la cinta de Möbius se utilizan en una amplia variedad de inventos. Imagínese una cinta ordinaria formando un anillo. Se aplica polvo de lijado en el exterior de la correa. La cinta se presiona contra el producto, se desplaza y se pule. Después de un tiempo, la capa de lijado de la propia correa se desgasta. Tenemos que interrumpir el proceso y cambiar la cinta. ¿Cómo se puede hacer que la cinta dure el doble de tiempo si no se puede aumentar el tamaño de la cinta? Hace varios años, el inventor soviético A. Gubaidullin recibió un certificado de autor para un dispositivo de pulido con banda de Möbius: las dimensiones de la cinta permanecieron iguales, pero la longitud de la superficie de pulido (y por lo tanto la durabilidad de la cinta) se duplicó. . ¿No es una solución ingeniosa? Hay filtros en los que el líquido pasa a través de una banda de material filtrante. Poco a poco, esta cinta se obstruye, hay que cambiarla. Probablemente ya haya adivinado lo que hay que hacer... Sí, también se ha emitido un certificado de derechos de autor para el filtro con la tira de Möbius. También hay un certificado de derechos de autor para una grabadora con cinta de Möbius. En total, se han emitido más de cien patentes y certificados de derechos de autor en diferentes países en los últimos años para el uso de esta increíble cinta. Resulta que los inventos se crean no solo según la fórmula "astucia más física", sino también según la fórmula "astucia más geometría"... Recorta dos círculos de cartón. Coloque un círculo sobre la mesa y mantenga el otro círculo encima del primero. Conecte los bordes de los discos con varios listones de madera. Consigue un cilindro de celosía. Algo así como una rueda de ardilla tumbada de lado. Ahora gire el disco superior en una dirección y el disco inferior en la otra. Hay una figura curvilínea con una delgada "cintura", que recuerda a un reloj de arena. Cuanto mayor es el ángulo de rotación de los discos, más delgada es la "cintura". Esta figura se llama hiperboloide de revolución y tiene muchas propiedades que son muy atractivas para el inventor. La superficie del hiperboloide es curvilínea, aunque está formada por listones rectos. Por lo tanto, el hiperboloide es fácil de fabricar. La torre Shukhov en el centro de televisión de Moscú en Shabolovka es un hiperboloide. La torre está hecha de varillas metálicas rectas, y la "torsión" le da estabilidad y fuerza a la estructura. Sería muy difícil construir una torre con cualquier otro plano curvo: se necesitarían varillas curvas. La propiedad más valiosa de un hiperboloide es que es fácil cambiar la curvatura de su superficie. Giró la base: la curvatura cambia. Esta propiedad se ha utilizado en muchos inventos. En Japón, por ejemplo, recientemente se han patentado rodillos "hiperboloides" para una cinta transportadora. A diferencia de los rodillos cilíndricos convencionales, los rodillos "hiperboloides" cambian su curvatura y, por lo tanto, la curvatura de la cinta transportadora. Y esto es muy importante. Al transportar carga a granel, la correa debe ser cóncava. Si hay cajas en el transportador, la banda debe ser plana. En el certificado de derecho de autor No. 426 618, se dan las siguientes reivindicaciones: "Un rodillo copiador de una cosechadora de patatas, que contiene dos discos montados en un eje, interconectados por ramitas, caracterizado porque, para asegurar la posibilidad de adaptar la superficie de trabajo de la pista a diferentes perfiles de camas, las ramitas se conectan a discos que son articulados, y los discos se montan sobre un eje con la posibilidad de girarlos con respecto a otro. La palabra "hiperboloide" no se menciona, pero incluso sin explicación, está claro: la propiedad del hiperboloide se usa para cambiar fácilmente la curvatura. Hay muchos otros "inventos geométricos" basados en el uso de paraboloides, espirales, etc. Resulta que el inventor necesita saber no solo física, sino también matemáticas. Y no solo matemáticas. Si a la teoría de la solución inventiva de problemas se añade el conocimiento de, al menos, la química "escolar", el arsenal creativo se enriquecerá mucho.
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