Libreria tecnica gratuita

LA SCIENZA DELL'INVENTARE

CLIC E FISICA

Libri e articoli / E poi venne l'inventore

 Commenti sull'articolo

Hai letto un terzo del libro. Se provi a riassumere il significato di ciò che leggi nel modo più succinto possibile, otterrai qualcosa di simile a quanto segue.

I problemi inventivi sono stati a lungo risolti (e vengono risolti ancora oggi) per tentativi ed errori. Il metodo è inefficiente, quindi è stato necessario spendere molto impegno, tempo e denaro per risolvere i problemi. Le invenzioni sono spesso ritardate per molti anni. La rivoluzione scientifica e tecnologica ha richiesto metodi di invenzione fondamentalmente nuovi. È apparsa la teoria della risoluzione dei problemi inventiva (TRIZ), che insegna a risolvere i problemi senza passare attraverso opzioni "vuote". L'idea principale è la seguente: i sistemi tecnici nascono e si sviluppano naturalmente; lo studio di queste regolarità fornisce tecniche - strumenti per risolvere problemi inventivi.

Le tecniche che hai incontrato possono essere divise in tre gruppi:

- trucchi vari, ad esempio la tecnica del "fai in anticipo";

- tecniche basate sull'uso di effetti e fenomeni fisici, tra cui si può attribuire la tecnica "cambia lo stato di aggregazione";

- tecniche complesse, comprese sia l'astuzia che la fisica, ad esempio la costruzione di fepoli.

Molto spesso, quando si risolvono problemi inventivi, bisogna applicare prima l'astuzia, poi la fisica. Il successo deriva da una combinazione di entrambi. Pertanto, l'uso della fisica nella risoluzione di problemi inventivi è una delle sezioni più importanti della teoria dell'invenzione.

Vediamo come si agganciano l'astuzia e la fisica.

Problema 29. FUNZIONA PER SEMPRE!

In un impianto, una macchina automatica spesso si guastava. Era un'ottima macchina, ma in essa veniva costantemente rovinato un semplice dettaglio: un tubo curvo attraverso il quale l'aria compressa spingeva ad alta velocità un flusso di piccole sfere d'acciaio. Le palle hanno colpito la parete del tubo alla svolta e hanno rotto pezzi di metallo. Colpendo il muro, ogni pallina ha lasciato un graffio appena percettibile, ma in poche ore le palline hanno perforato un tubo spesso e resistente.

Ci sono voluti solo cinque minuti per realizzare l'idea dell'invenzione. Cosa ha suggerito?

Quindi, una sostanza (sfere d'acciaio) interagisce meccanicamente con un'altra sostanza (pareti del tubo). Quindi, viene fornito un su-field non necessario (persino dannoso). Nello stabilimento, hanno cercato di distruggerlo introducendo una terza sostanza: varie guarnizioni, strati. Questo è sbagliato: è necessario che la terza sostanza contemporaneamente protegga i muri e non crolli. Le stesse palle possono diventare questa sostanza. Solo immobile, fermo al muro del tubo. Se la curva del tubo è ricoperta di palline dall'interno, le pareti smetteranno di crollare. Le palline volanti possono far cadere una o più palline dallo strato protettivo, ma il suo posto viene immediatamente riempito da una delle palline che si precipitano attraverso il tubo.

Qui è dove finisce il trucco. Ora abbiamo bisogno di fisica semplice: come ottenere uno strato protettivo di palline? Devi usare i magneti. Dove il tubo si piega, mettiamo un magnete all'esterno. All'interno, uno strato di palline si attaccherà immediatamente al tubo. Problema risolto! È interessante notare che le granigliatrici per la tempra dei pezzi erano ampiamente utilizzate almeno un quarto di secolo prima della comparsa del certificato d'autore n. 261 207 per la protezione magnetica. Tutti hanno visto il problema, ma l'hanno risolto contrariamente alla teoria: hanno installato guarnizioni, realizzato le pareti dell'apparato con acciaio più resistente ...

Problema 30. GRU AD ALTA FINE

Il capo del laboratorio chimico ha invitato l'inventore e ha detto:

Cosa ha suggerito l'inventore?

Per uno specialista in TRIZ, una gru è un tipico sistema su-field: corpo B1, parte girevole B2 e campo di forze meccaniche Pmech. Sotto l'influenza del campo Pmech, la parte B2 si sposta rispetto al corpo B1, per cui il divario tra B1 e B3 si allarga o, al contrario, si restringe. C'è già un Vefield, ma non funziona bene. Pertanto, dovremo sostituire il campo su, utilizzare un altro campo. Quale - elettrico, magnetico, elettromagnetico, termico?

È qui che finiscono i trucchi e inizia la fisica. Il libro di testo di fisica della nona elementare ha un intero capitolo sull'espansione termica! E dobbiamo solo cambiare l'ampiezza del divario tra B1 e B2.

Apriamo il libro di testo. Ecco la descrizione dell'esperimento: una pallina passa attraverso un anello riscaldato, che prima non era passato. Il disegno dell'anello e della sfera è un modello finito della nostra gru.

Confrontiamo la soluzione ottenuta con il certificato dell'autore n. 179 489: "Dispositivo per il dosaggio di piccole quantità di gas, costituito da un corpo e da un'asta ben inserita dalla superficie interna del corpo, caratterizzato dal fatto che, per dosare piccole quantità quantità di gas con un alto grado di precisione, il corpo è realizzato in materiale con un elevato coefficiente di dilatazione termica e l'asta è realizzata in un materiale il cui coefficiente di dilatazione termica è molto inferiore a quello del materiale del corpo.

Probabilmente hai già capito come funziona una gru del genere. Quando riscaldato, il corpo si espande fortemente e l'asta debolmente. C'è un vuoto. Più caldo è il case, maggiore è il divario.

Il significato dell'invenzione, come puoi vedere, è che invece di spostare parti di grandi dimensioni, "pezzi di ferro", si propone di utilizzare la tensione e la compressione del reticolo cristallino. A proposito, è possibile allungare e comprimere il reticolo cristallino non solo con un campo termico. "Alcuni cristalli, come il quarzo, il sale di Rochelle e la tormalina, cambiano dimensione in un campo elettrico: a seconda della direzione del campo, vengono compressi o allungati" questo è da un manuale di fisica per la decima elementare. Questo fenomeno è chiamato effetto piezoelettrico inverso. Ebbene, tu stesso hai già intuito che l'effetto piezoelettrico inverso può essere utilizzato per creare una microgru. C'è anche un effetto simile: la magnetostrizione: un campo magnetico allunga (o comprime) alcuni metalli. Anche una risposta adeguata al problema della gru.

Problema 31. GUARDIAMO NEL FUTURO

Se hai bisogno di spremere i resti di dentifricio da un tubetto quasi vuoto, appoggia il tubetto su una superficie dura e arrotolalo con una matita. Questo è il principio di funzionamento di una pompa peristaltica (vedi Fig.): I rulli premono il tubo flessibile contro il corpo pompa e, muovendosi, costringono il liquido o la pasta a scorrere attraverso il tubo.

Come pensi che queste pompe possano essere disposte? Quali effetti fisici sono usati in loro?

Il passaggio dal movimento approssimativo dei "pezzi di ferro" al movimento sottile delle molecole, degli atomi è una regolarità nello sviluppo della tecnologia. Da qui il metodo per risolvere molti problemi: "il passaggio dal livello macro al livello micro".

Qui, ad esempio, il certificato di copyright n. 438 327: "Un giroscopio vibrante con masse messe in movimento oscillatorio da campi elettrici o variabili esterni, caratterizzato dal fatto che gli elettroni o gli ioni carichi sono usati come masse oscillanti". Nei giroscopi vibranti convenzionali, i carichi massicci vibrano - "pesi" montati su aste. L'idea dell'invenzione è che le microparticelle - elettroni o ioni - siano prese come "pesi". Un tale giroscopio è molto più compatto, più preciso e più affidabile.

Quando hai letto delle quattro fasi nello sviluppo dei sistemi tecnici nel capitolo precedente, potresti aver avuto una domanda: beh, i sistemi attraversano quattro fasi, ma cosa succede ai sistemi dopo? E poi ci sono due possibilità. Ne ho già parlato uno: il sistema, giunti ai limiti dello sviluppo, si unisce a un altro sistema e forma un nuovo sistema più complesso - lo sviluppo continua. Ad esempio, una bicicletta, abbinata a un motore a combustione interna, si è trasformata in una motocicletta. È emerso un nuovo sistema, lo sviluppo è continuato.

A volte il percorso verso l'integrazione con altri sistemi è chiuso. È necessario unire - ed è impossibile unire ... Tale contraddizione è superata dalla frammentazione: divideremo il sistema in più parti e costruiremo qualcosa di nuovo unendo queste parti. Il divieto riguardava l'associazione con sistemi di terze parti, noi non abbiamo violato questo divieto.

Bene, se non puoi né unire né dividere? Supponiamo che il compito sia impostato: è necessario rafforzare le proprietà di "molleggio" di una molla a spirale, senza aggiungere nulla ad essa e senza schiacciarla. Supponiamo che la molla sia realizzata con l'acciaio più adatto, non ha senso cambiare l'acciaio.

Altro >>

Vedi altri articoli sezione E poi venne l'inventore.

Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo.

<< Indietro

Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:

Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

Notizie casuali dall'Archivio Due bit di informazioni - in un atomo 09.09.2020 Gli scienziati olandesi sono riusciti a creare un sistema di un atomo di ferro su un substrato, in cui è possibile controllare la quantità di moto orbitale di un atomo e l'eccitazione dei suoi stati di spin indipendentemente l'uno dall'altro. Per controllare il sistema, i ricercatori hanno utilizzato l'ago di un microscopio a scansione di tunnel, quando interagiva con un atomo, il suo momento orbitale veniva invertito senza eccitazione degli stati di spin. In tali condizioni, l'atomo ha due gradi di libertà associati a un campo magnetico, che in futuro potrà essere utilizzato per creare sistemi di memorizzazione di informazioni particolarmente capienti con una densità di registrazione di due bit per atomo. Ridurre la dimensione di un singolo bit alla scala di un atomo consentirebbe di adattare enormi quantità di dati in supporti estremamente piccoli. Potenzialmente, tali sistemi possono essere creati utilizzando gli spin controllati dal campo magnetico dei singoli atomi S, le somme vettoriali dei propri momenti angolari delle particelle elementari incluse nella loro composizione. Sono gli stati di spin che vengono scelti come bit in tali sistemi, perché il momento orbitale di ciascun atomo L (il suo momento angolare nel suo insieme) nei campioni reali è soppresso a causa della combinazione dell'interazione spin-orbita e del campo cristallino. Ma anche nel caso in cui L di un atomo in un tale sistema non sia uguale a zero, l'interazione spin-orbita porta all'accoppiamento di L e S in una sovrapposizione, in cui solo il momento angolare totale del sistema L + S è preservato e le eccitazioni indipendenti di L e S sono impossibili. Per memorizzare informazioni nello stato orbitale di un atomo, a sua volta, devi essere in grado di memorizzare L ed essere in grado di controllarlo senza influenzare gli stati di spin. Quindi lo spin e gli stati orbitali possono svolgere il ruolo di zero e uno, e l'atomo stesso potrebbe fungere da vettore di informazioni nella quantità di due bit, ognuno dei quali corrisponde a un grado di libertà del sistema (un bit per spin e momento orbitale). Proprio un tale sistema di un atomo, in cui è possibile eccitare indipendentemente spin e stati orbitali, è stato creato da Rasa Rejali della Delft University of Technology. Per fare ciò, il fisico e i colleghi hanno posizionato un singolo atomo di ferro su un atomo di azoto magneticamente neutro in un substrato di Cu2N, ottenendo così un sistema con quantità di moto orbitale e spin praticamente liberi. L'ago di un microscopio elettronico a scansione ha permesso ai fisici di studiare l'atomo e manipolarlo. Il metodo proposto per modificare in modo indipendente gli stati orbitali e di spin di un singolo atomo è ancora lontano dall'implementazione pratica. Tuttavia, la somiglianza della natura dello spin e degli stati orbitali fa sperare che in futuro il momento orbitale degli atomi possa essere controllato semplicemente come lo è ora: gli spin. In questo caso, i vettori di informazioni possono diventare abbastanza reali, in cui ogni atomo agirà non come uno, ma come due bit, il che aumenterà ulteriormente la potenziale densità massima di registrazione dei dati.

Altre notizie interessanti:

▪ Dubai per costruire la propria luna

▪ Sincrotrone in un pacchetto

▪ I non vedenti saranno in grado di leggere libri ordinari

▪ Il prete aveva un cane

▪ Il colore degli occhi più raro rivelato

News feed di scienza e tecnologia, nuova elettronica

Materiali interessanti della Biblioteca Tecnica Libera:

▪ sezione del sito Elettronica di Consumo. Selezione di articoli

▪ articolo Eterno ebreo. Espressione popolare

▪ articolo Perché il proprietario di un'azienda negli anni '1960 ha regalato a tutti i ragazzi del suo quartiere una nuova fionda? Risposta dettagliata

▪ articolo Disinfettante. Descrizione del lavoro

▪ articolo Affinamento della guardia. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

▪ articolo Fiore che scompare. Messa a fuoco segreta

Lascia il tuo commento su questo articolo:

Tutte le lingue di questa pagina

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

Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito

www.diagram.com.ua
2000-2024