Денис-изобретатель. Книга для развития изобретательских способностей детей младших и средних классов Иванов Геннадий

Ответы на задачи главы 2 «Как дождь сам закрыл окно»

Задача № 4. Устранение первого недостатка. Как сделать тяжелый котелок легким

В днище котелка пробивается небольшое отверстие. Когда идет дождь, с крыши в котелок льется много воды. Она не успевает вытечь из отверстия в котелке, и потому котелок наполняется водой.

Своим весом котелок закрывает окно. Когда дождь кончается, через 2–3 минуты из котелка вытекает вся вода, он становится легким, и окно можно свободно открыть.

Задача № 5. Устранение второго недостатка. Котелок закрывает и открывает окно

Второй котелок, который в два раза меньше первого, нужно привязать к тому же окну, но с противоположной стороны – он всегда будет стремиться открыть окно. Во время дождя оба котелка заполнены водой, но первый котелок больше, он перевешивает второй, и потому окно закрывается.

Когда дождь кончается, из первого котелка вода вытекает через отверстие (смотри первое решение), и он становится легче второго котелка. Своим весом второй котелок открывает окно. Происходит автоматическое открывание и закрывание окна.

Задача № 6. Устранение третьего недостатка. Без котелка проще

Возможен следующий вариант. Используйте водосливной лоток для закрывания окна. Во время дождя в нем собирается вода, и он делается тяжелым. Этот вес и можно использовать для закрывания окна. Возможны самые различные конструкции. Одна из них показана на рисунке.

Водосливной лоток подвешен на двух веревках. Одна из них прикреплена к крыше, а вторая имеет противовес и через блоки прикреплена к окну. Когда дождя нет, под действием противовеса водосливной лоток находится в верхнем положении. В этом положении окно можно держать открытым. Во время дождя водосливной лоток наполняется водой и делается тяжелым. Он опускается вниз, веревкой поднимает противовес и одновременно закрывает окно. По окончанию дождя вода из лотка вытекает, он становится легким, противовес поднимает его вверх, и окно можно открывать.

Задача № 7. Устранение четвертого недостатка. Проще простого

Одну веревочку снабжаете противовесом (камушком) и привязываете ее к окну так, чтобы противовес всегда стремился закрыть окно. Вторую веревочку хорошо намочите в воде так, чтобы она удлинилась на 2–3 сантиметра.

Один конец мокрой веревки привяжите к закрытому окну, а второй конец в слегка натянутом состоянии прибейте к стене дома. Когда солнце высушит веревку, она начнет укорачиваться, откроет окно и поднимет противовес.

Когда пойдет дождь, веревка намокнет, удлинится на те же 2–3 сантиметра, и противовес закроет окно. Когда веревка высохнет, она опять укоротится и снова откроет окно. Конструкция предельно простая.

Задача № 8. Кусочек сахара – все, что нужно

Создание новой конструкции автоматического устройства для закрывания окна во время дождя.

Веревочку с противовесом установите так, чтобы она всегда закрывала окно. Теперь откройте окно и подоприте его кусочком сахара так, чтобы окно оставалось открытым.

Когда пойдет дождь, сахарный кусочек намокнет, сразу же сломается, сомнется, и противовес закроет окно.

Примечание

Если жалко сахар, можете использовать кусочек хлебного сухаря, кусок извести или любого другого вещества, которое при намокании разрушается.

Кроме того, вместо веревки с противовесом, который закрывает окно, можете использовать любую пружинку или резинку.

Ответы на задачи главы 3 «Как вредные мыши сами себя прогнали»

Задача № 9. Лист капусты ловит мышь

Мышеловка, для изготовления которой используется котелок, капустный лист и кусочек сала.

Котелок закапывается в землю так, как показано на рисунке, сверху прикрывается капустным листом, в центре которого лежит приманка – кусочек сала.

Мышь, подкрадываясь к салу, наступает на капустный лист, который ломается, и мышь летит на дно котелка. Там и остается. Если котелок маленький, мышь может выскочить из него. Чтобы этого не случилось, котелок наполовину заполняют водой.

Мышь вынуждена будет плавать на поверхности воды и не сможет опереться лапами на дно, чтобы выпрыгнуть из котелка.

Задача № 10. Мышеловка с палочкой

Котелок стоит на земле. На него наклонно положена палочка или щепочка, на конце которой приманка – кусочек сала.

Мышь, почуяв сало, начнет подниматься по щепке наверх как по лестнице, а как только приблизится к салу, тут же перевернется и окажется на дне котелка.

Задача № 11. Страшнее мыши зверя нет

Как сделать мышь страшной для других мышей?

Сделать мышеловку такой же, как в задаче № 9 или № 10, но применить низкий котелок, чтобы мышь могла из него выпрыгнуть. На дно котелка налить краску высотой 1–2 сантиметра. Краска должна быть очень яркой и светиться в темноте. (Такие краски продают в магазинах.)

Мышь, искупавшись в краске, выпрыгнет из котелка и убежит под дом в свою нору. В темной норе она вся будет светиться, как привидение, и потому остальные мыши в страхе сбегут. Светящаяся мышь будет бежать за ними, чтобы не отстать от своей семьи, чем будет пугать остальных мышей еще больше. В конце концов мыши не выдержат и все убегут из дома в лес.

Ответы на задачи главы 4 «Как Ворона напилась воды»

Задача № 12. Как по-другому напоить Ворону

Есть еще по крайней мере три способа напоить Ворону.

Способ № 1

У Дениса есть платок, который можно опустить в воду на дне каменной щели и подождать, пока в него впитается вода. Потом вытащить платок и отжать из него воду в кружку. Из кружки Ворона уже могла бы напиться сама.

Способ № 2

Денис вынул из рюкзака кружку, которая, как сказано в тексте, была завернута в полиэтиленовый пакет. Вот этот пакет вполне можно использовать, чтобы достать воду из каменной щели, куда не входила кружка. Пакет можно сложить, опустить в воду и подождать, пока в него наберется вода.

Способ № 3

В тексте главы было сказано, что Денис нес рассаду цветов, стебли которых были трубчатыми. Если бы он догадался, то не пожалел бы один цветок, чтобы сделать из него трубку, с помощью которой Ворона могла бы напиться воды из каменной щели.

Помимо указанных способов есть и другие, но вы подумайте над ними уже совсем самостоятельно.

Задача № 13. Спасение птенца

Попробуйте использовать вот такой идеальный конечный результат с использованием ресурса – песка. Птенец сам, используя песок, поднимается из щели.

Если бы рабочие так подумали, решение для них стало бы очевидным. Они все равно должны были засыпать щель песком. Но для того чтобы спасти птенца, они должны не на него сыпать песок, а по бокам от него. Появится песчаная горка, по которой птенец сам поднимется наверх и будет спасен.

Ответы на задачи главы 5 «Как нитку продели сквозь раковину»

Задача № 14. Ресурс, который есть везде

Ресурс, который находится внутри раковины и вокруг нас, – это воздух. Пусть воздух сам протолкнет нитку сквозь раковину! Тут и думать нечего. Нужно к ниточке привязать ватку, тряпочку или листок, которые будут работать как поршень. Затем сильно дунуть в раковину. Поршень пролетит по всем извилинам раковины и протянет за собой нитку.

Задача № 15. Известное всем

Это магнит! С его помощью действительно можно протянуть нитку сквозь раковину, если к ней привязать что-то железное: кнопку, гаечку или что-то иное. Магнит нужно медленно вести снаружи раковины, а гаечка вместе с ниткой будет двигаться за ним внутри раковины.

Задача № 16. Перенос опыта

Для того чтобы внутри трубы протянуть электрический кабель, нужно вначале пропустить через нее крепкий шпагат. С помощью этого шпагата в трубу можно будет затянуть тяжелый кабель. А как пропустить шпагат через трубу? Использовать можно почти все те же способы, которые мы применяли для протягивания нитки сквозь раковину. Конечно, потребуются кое-какие отличия и дополнения, но вы подумайте над ними сами.

Ответы на задачи главы 6 «Как камень сам ушел со двора»

Задача № 17. Вредное стало полезным

Возможное решение № 1

Камень можно расколоть, но не с помощью молотка или кувалды, а с помощью огня и воды. Так поступали еще древние строители. Они разводили костер под камнем и долго грели его, затем поливали холодной водой. От разности температур камень лопался на несколько мелких частей.

Возможное решение № 2

Камень с трудом, но поддается обработке. Нужно обтесать его края так, чтобы он превратился в шар, который можно выкатить за пределы двора.

Возможное решение № 3

Если задача никак не решается, то нужно попытаться превратить имеющийся недостаток в достоинство. Из камня можно сделать какую-то статую, например, черепаху, которая является символом долголетия и богатства. Из камня можно сделать обеденный стол, а над ним соорудить навес, чтобы в хорошую погоду принимать пищу на свежем воздухе.

Из камня можно сделать еще очень много полезного, но это придумайте уже сами, фантазии у вас много.

Ответы на задачи главы 7 «Как Денис узнал тайну двойного»

Задача № 18

Назовите предмет, который одновременно (!) твердый и жидкий.

Ответ

Это может быть сосулька! Она твердая, ледяная, но одновременно тает на солнце и течет. Есть много таких вещей, которые твердые и жидкие одновременно. Попробуйте назвать их сами.

Задача № 19

Назовите предмет, который вначале неживой, а потом живой.

Ответ

Это может быть куриное яйцо. Вначале оно не живое, затем из него появляется живой птенец. Таких предметов в природе очень много. В принципе, все живое на Земле когда-то появилось из неживого.

Задача № 20

Назовите живое существо, которое одновременно передвигается в воздухе со скоростью реактивного самолета и со скоростью пешехода.

Ответ

Муха в самолете. Внутри самолета она летает со скоростью пешехода и одновременно летит вместе с самолетом.

Задача № 21

Как из речки принести воду в решете?

Ответ

Принести воду из речки в решете можно зимой, набрав в него лед.

Задача № 22

Как съесть то, которое все знают, но которое никто никогда не видел?

Ответ

Расколите орех и покажите его ядро. Надкусите яблоко и покажите семя. Сломайте щепочку и покажите ее излом. Никто раньше не мог видеть этот излом. Есть многое другое, которое все знают, но никто не видел. Попробуйте назвать их.

Задача № 23

Как пройти несколько метров с карандашом в руке, чтобы карандаш оставался неподвижным?

Ответ

Вы должны ходить по кругу, а рука с карандашом должна быть в центре этого круга. Вы сами перемещаетесь, а карандаш все время находится на одном и том же месте.

Задача № 24. Поможет пространство

Как на автомобильном перекрестке разрешаются противоречия с использованием принципа разнесения противоречивых требований в пространстве?

Ответ

На автомобильном перекрестке разнесение противоречивых требований в пространстве осуществляется путем устройства многоуровневых дорог, где машины едут друг над другом.

Задача № 25

Как перейти речку, не замочив обувь?

Ответ

Перейти речку, не замочить обувь, можно зимой – по льду; можно пройти по мосту; можно на ком-то переехать, можно… есть еще много способов.

Ответы на задачи главы 8 «Как Денис спасал птенцов»

Задача № 26. Где взять шерсть

Если нет собаки, то где взять шерсть, чтобы отпугивать кота?

Изобретатель должен быть внимательным и примечать все то, что может быть использовано в качестве ресурса для решения задачи. В первой главе говорилось о старом волке, который оставлял шерсть на кустах. Волков коты боятся еще больше, чем собак. Вот эту шерсть и можно использовать, чтобы сохранить птенцов.

Задача № 27. Ресурсы есть везде

Вы нашли ресурсы, на которые наткнулся кот, когда убегал от дерева?

Правильно! Это кусты роз, через которые Громила не мог пробежать, потому что они сильно кололись шипами, и пустое ведро, которое кот надел на голову и не мог снять, потому что когти скользили по железу. Вот эти ресурсы и надо использовать, чтобы получить два новых решения.

Решение № 1

Кусты роз нужно пересадить так, чтобы они глухой стеной располагались вокруг дерева с птенцами. Кот не подойдет к дереву, где живут птенцы, потому что боится уколоться в густых розах. Перепрыгнуть розы он тоже не сможет, потому что они достаточно высокие.

Решение № 2

Пустое ведро без дна нужно разрезать вдоль и обернуть им дерево на высоте 2 метров. Кот поднимется по дереву на 2 метра, а дальше не сможет, потому что его когти не зацепляются за металл.

Ответы на задачи главы 9 «Как посчитали рыбу в пруду»

Задачи № 28, 29 и 30. Как сосчитать облака, снежинки и птиц

Вероятно, вы уже сами поняли, что это одна задача, которая решается с помощью фотоаппарата. Чтобы узнать количество облаков в небе, снежинок на ладони, птиц в воздухе, их нужно сфотографировать и посчитать на снимке.

Задача № 31. С какой скоростью растет дерево

Это задание чуть сложнее первых, но тоже нужно использовать фотоаппарат. Дерево фотографируется несколько дней подряд, и на каждое изображение наносят масштабную сетку, каждая клеточка которой соответствует своему размеру. По количеству занимаемых изображением клеточек можно определить, как вырастает дерево за сутки в высоту и ширину. Сравнивая снимки, можно даже узнать, как растет каждая веточка.

Ответы на задачи главы 10 «Как бревно достали из канавы»

Задача № 32. Как быть без дерева

При отсутствии дерева мешок с камнями некуда подвесить. Конечно, можно соорудить какую-то опору или вышку, но для этого нужны строительные материалы. Их тоже нет. Камни остаются лежать на земле. Вот и противоречие: земля должна быть, и земли не должно быть, чтобы камни могли падать вниз и своим весом вытащить бревно. Разрешить это противоречие нужно в пространстве: в одном месте земля есть, в другом месте, где падает мешок с камнями, земли нет. Пожалуй, вы уже догадались, что нужно сделать. Мешок с камнями, опускаясь в яму, вытаскивает бревно.

Можно еще предложить несколько других конструкций, но вы подумайте над ними сами.

Задача № 33. Как разделить бревно без топора и пилы

Попробуйте представить идеальный конечный результат: бревно само разделяется на части. Но этого мало. Нужно применить еще какой-то ресурс, какую-то энергию. Раньше дядя Ваня пытался применить механическую энергию с помощью топора и пилы. Но, как мы знаем, безуспешно. Попробуем применить другую энергию, например, химическую. Можно кислотой или щелочью растворить середину бревна, и мы получим две его половинки, которые можно вытащить из канавы. Но таких химических растворов у дяди Вани, скорее всего, нет. Применим другое, например, тепловую энергию – огонь. Теперь идеальный конечный результат будет звучать так: бревно само, с помощью огня, разделяется на две части. Здесь ответ уже ясен, но возникло противоречие: бревно должно гореть, чтобы разделиться на две части, и бревно не должно гореть, чтобы не сгореть полностью. Разделим это противоречие в пространстве бревна: средняя часть бревна горит, все остальное бревно не горит. Как это сделать? Ответить на этот вопрос могут уже многие. Нужно поливать бревно водой – везде, кроме его средней части, которая горит. Можно засыпать бревно землей, оставив его среднюю часть открытой. Бревно прогорит только в этой части и разделится на две половинки, которые уже можно поднять из канавы. Перечислены не все варианты разделения бревна. Есть много других. Подумайте над ними сами.

Задача № 34. Почему идут часы

Часы заводили сами посетители музея. Чтобы рассмотреть часы, они вставали на подставку, которая прогибалась под их весом, и тросиком заводили часовую пружину.

Попробуйте самостоятельно найти еще другие скрытые источники энергии, чтобы заводить часы. В условиях музея их можно найти не менее пяти.

Ответы на задачи главы 11 «Как Денис измерял пещеру»

Задача № 35. Когда нет конфет

У Дениса осталось еще печенье, которое тоже можно использовать в качестве груза для воздушных шаров. Попав в воду, печенье намокнет, и само разломается на мелкие части. (Можете это проверить, опустив печенье в воду.) Освободившись от печенья, шар полетит наверх.

Задача № 36. Ресурс в пещере

Этим ресурсом являются ледяные сосульки, которые висят на стенах пещеры. Посмотрите на рисунок на с. 154, на котором видны сосульки. Если одну из них привязать к шару, он начнет падать вниз. Достигнув воды, шар останется на ее поверхности, а сосулька станет интенсивно таять. Когда сосулька полностью растает, шар снова станет легким и полетит наверх.

В пещере можно найти еще другие ресурсы, которые вначале тяжелые, а попав в воду, растворяются и теряют свой вес.

Но этот ресурс, пожалуйста, найдите сами. Тем более что вы уже прочитали большую часть книги, и у вас есть готовность идти дальше по изобретательскому пути.

Ответы на задачи главы 12 «Колотушка для медведя, или Как медведь перестал мед воровать»

Задача № 37. Еще одна защита от медведя

Еще один способ защиты пасеки от медведя.

Из ресурсов нужно выбрать рычание медведя. Тогда возникает противоречие: медведь должен быть на пасеке, чтобы рычать и отпугивать другого медведя, и медведя не должно быть на пасеке, чтобы он не ломал ульи пчел. Противоречие разрешаем в пространстве: рычание находится на пасеке, а сам медведь находится в лесу. Как это сделать? Вероятно, многие уже догадались. Нужно записать рычание медведя на аудиокассету и проигрывать ее на территории пасеки. Медведь, который подойдет к пасеке, услышав грозное рычание незнакомого соперника, поймет, что территория уже занята другим, и ему там делать нечего.

Так медведь сам себя отгонит от пасеки.

Ответы на задачи главы 13 «Как построили мост через пропасть»

Задача № 38. Где найти нужное

У Дениса был спиннинг. Можно перекинуть с его помощью рыболовную леску с крючком на другую скалу. Затем привязать свой конец лески к канату и попросить рабочих, которые находятся на противоположной скале, тянуть леску к себе. Леска крепкая, она выдержит вес каната. Такие же действия повторите для переброски второго каната.

Задача № 39. Поможет пешеходный трап

Вы нашли ресурс? Конечно, это веревки пешеходного трапа! Их можно временно взять, связать из них длинную веревку и перебросить ее через пропасть. С помощью этой веревки тяжелые стальные канаты перетягиваются через пропасть. После закрепления канатов можно опять закрепить веревки на пешеходном трапе, чтобы подвесить его к тросам.

Задача № 40. Есть только канаты и ничего больше

Ресурсы есть везде! Они есть даже в стальном канате, который свит из отдельных проволочек (о чем упоминается в тексте). Чтобы разрешить противоречие (канат должен быть тяжелым, и канат должен быть легким), снимите с каната только одну проволочку. Она легкая, диаметром всего 1 миллиметр, но чтобы ее разорвать, нужно усилие не менее 100 килограммов. Такую проволочку можно легко перебросить через пропасть и за нее уже протянуть весь тяжелый канат. При снятии одной проволочки канат ослабнет очень незначительно, тем более что для мостов он рассчитывается с десятикратным запасом прочности. Однако это решение возможно только в самых крайних, так сказать, экстремальных случаях. В обычной ситуации вряд ли оно будет целесообразным, так как строгие правила по технике безопасности не допускают даже малейшего ослабления канатов.

Решение приведено чисто в учебных целях, чтобы показать, что не бывает безвыходных положений. Всегда, в любой ситуации, есть ресурсы, которые можно использовать для решения задачи. Вот и в нашем случае вполне возможно, что длина имеющегося каната была немного больше, чем требуется. Тогда лишнюю часть каната можно расплести и использовать проволочки для переброса канатов через пропасть.

Ответы на задачи главы 14 «Как Денис помогал строителям завода»

Задача № 41. Как высокое сделать низким

Решение № 1

Чтобы понизить высоту кузова, а вместе с ним и высоту станка, необходимо на кузов положить дополнительный груз. В этом случае рессоры прогнутся еще сильнее, и высота груза уменьшится. В качестве дополнительного груза можно положить мешки с цементом, которые находятся у стены здания (смотрите текст в начале главы).

Решение № 2

Еще один способ понизить высоту груза. С помощью домкрата, который есть в машине, приподнять груз, вытащить из-под него деревянные прокладки, которые высотой не менее 10 сантиметров, и снова опустить груз на кузов. Теперь можно смело заезжать в цех.

Задача № 42. Износа трубы не будет

Решение № 1

Снаружи трубы нужно приварить лист так, чтобы образовался карман. В него забьются кирпичные осколки, которые будут оставаться неподвижными и принимать на себя удары падающих кирпичей. Износа трубы не будет.

Решение № 2

Трубу для спуска мусора нужно прикрепить к зданию так, чтобы не было крутого поворотного участка, то есть сделать это с небольшим уклоном, чтобы ее нижний конец заходил в накопительный бункер по прямой линии.

Задача № 43. Александрийский маяк

Строитель вытесал на стене маяка свое имя, но закрыл его слоем известнякового раствора, на котором написал имя императора. Через несколько лет известняк выветрился, и проступило имя настоящего строителя: «Во имя Богов для спасения моряков построил Сострат из Книда, сын Дексифона».