“игра-головоломка “иришка”

(71) Научно-технический кооператив ыИмпульс" при Организации нГермесы(56) Авторское свидетельство СССР М 1220676, кл. А 63 3 21/00, 1986.Авторское свидетельство СССР М 1437050, кл. А 63 Р 7/04, 1988,(54) ИГРА-ГОЛОВОЛОМКА "Иришка" . (57) Использование: в качестве средства развлечения и дидактического пособия. Сущность изобретения: игра-головоломка содержит наружный полый прозрачный сферический корпус, внутреннеетело, представляющее собой вписанный в обьем корпуса реберный каркас в виде правильного Изобретение относится к занимательным играм-головоломкам.Цель изобретения- повышение занимательности и расширениедидактических возможностей.Цель достигается тем, что игра-головоломка, содержащая наружный полый прозрачный сферический корпус, внутреннее тело, установленное в корпусе, и игровые элементы, имеет внутреннее тело, представляющее собой вписанный в объем корпуса реберный каркас правильноГо многогранника, например тетраэдра, вершины которого зафиксированы на корпусе и имеют цветные метки, по крайней мере один игровой элемент, выполненный в виде кольца, при этом ребра внутреннего тела или кольца выполнены со сквозным разрезом и имеют цветную окраску, аналогичную цветным меткам вершин внутреннего тела. многогранника, вершины которого зафиксированы на корпусе и имеют цветные метки.По крайней мере один игровой элемент выполнен в виде кольца, при этом ребра внутреннего тела или кольца выполнены со сквозным разрезом. Одноцветные кольца могут иметь различный диаметр, сквозные разрезы в сопряженных ребрах внутреннего тела могут быть выполнены на различном удалении. от. вершин, Внутренний объемкорпуса может быть заполнен жидкой средой в таком количестве, что внутренний диаметр колец больше диаметра описанной окружности равностороннего треугольника, образованного точками пересечения ребер тетраэдра с поверхностью жидкой среды, а кольца выполнены из материала с удельным весом, меньшим удельного веса этой среды, 4 э. и, ф-лы,4 ил. Одноцветные кольца и р д а- метр. ЗеввквЪВнутренний объем корпуса заполнен жидкой средой в таком количестве, что внутренний диаметр колец больше диаметра описанной окружности равностороннего Ы треугольника, образованного точками пересечения ребер тетраэдра с поверхностью , СЬ жидкой среды, а кольца выполнены из мате-( риала с плотностью, меньшей йлотчости этой среды,Сквозные разрезы в сопрякенных ре.брах внутреннего тела выполнены на различном удаленйи от вершин.На фиг. 1 изображен общий вид игры-головоломки с кольцами, имеющими разрез;на фиг. 2 - то же с кольцами, имеющими разрез и выполненными иэ материала с плотностью, меньшей плотности хсидкой заполняющей среды; на фиг. 3- разрез А - А нафиг, 2; на фиг. 4 - общий вид игры-головоломки с ребрами, имеющими разрез.И гра-головоломка содержит наружный полый прозрачный сферический корпус 1, внутреннее тело 2, установленное в корпусе 1, и игровые элементы 3, при этом внутреннее тело 2 представляет собой вписанный в объем 4 корпуса 1 реберный каркас 5 правильного многогранника, например тетраэдра, вершины 6 которого зафиксированы на корпусе 1 и имеют цветовые метки, по крайней мере один игровой элемент 3, выполненный в виде кольца 7, причем ребра 8 внутреннего тела 2 или кольца 7 выполнены со сквозным разрезом 9 и имеют цветовую окраску, аналогичную цветным меткам вершин 6 внутреннего тела 2 (см. фиг. 1). Одноцветные кольца 7 могут иметь различный диаметр.Внутренний объем 4 корпуса 1 может быть заполнен жидкой средой 10 в таком количестве, что внутренний диаметр колец 7 больше диаметра описанной окружности равностороннего треугольника, образованного точками 11 пересечения ребер 8 тетраэдра с поверхностью.12 жидкой среды 10, а кольца 7 выполнены из материала с плотностью меньшей плотности среды 10 (см; фиг, 2 и 3).Сквозные разрезы 9 в ребрах 8 внутреннего тела 2 могут быть выполнены на различном удалении от вершин 6 см. фиг. 4).Игра осуществляется следующим образом.Четыре вершины 6 реберного каркаса 5 тетраэдра (многогранник с наименьшим количеством вершин) окрашен в красный, желтый, зеленый и синий цвета соответственно каждая. В начальный момент кольца 7 накинуты на вершины 6 реберного каркаса 5 тетраэдра, при этом цвета вершин 6 не совпадают с цветовой окраской колец 7. Необходимо осуществить перестановку колец 7 так, чтобы цветовая окраска вершин. 6 реберного каркаса 5 тетраэдра и колец 7 совпадала.Сначала выбирают кольцо 7 и новую вершину 6 одинаковых цветов и перемещают это кольцо на эту вершину следующим образом (см. фиг. 1).Вращением корпуса 1 и жестко связанного с ним посредством вершин 6 реберного каркаса 5 тетраэдра добиваются совмещения сквозного разреза 9 выбранного кольца 7 поочередно с ребрами 8, принадлежащими грани 13 тетраэдра, противолежащей новой одноцветной с кольцом 7 вершине 6, и одновременно сопряженным со старой вершиной 6, несовпадающей по цвету с этим кольцом. Для этого переводят старую вершину 6 реберного каркаса 5 тетраэдра и нижнюю точку 14 игры- головоломки так, что кольцо 7 опирается на внутреннюю стенку 15 корпуса 1. Затем, 5 покачивая корпус 1, подводят разрез 9 кольца 7 к одному из ребер 8, принадлежащему грани 13 тетраэдра, противолежащей новой вершине 6, и одновременно сопряженному со старой вершиной 6, после чего выводят 10 кольцо 7 из зацепления с этим ребром 8,При этом кольцо 7 становится накинутымтолько на два ребра 8 старой вершины 6.После этого вращением корпуса 1 вновь переводят старую вершину 6 реберного карка са 5 тетраэдра в нижнюю точку 14игры-головоломки так, что кольцо 7 опирается на внутреннюю стенку 15 корпуса 1.Затем, покачивая корпус 1, подводят разрез 9 кольца 7 к второму ребру 8, принадлежа щему грани 13 тетраэдра, противолежащейновой вершине 6, и одновременно сопряженному со старой вершиной 6, после чего выводят кольцо 7 из зацепления с этим ребром 8, При этом кольцо 7 становится наки нутым только на ребро, одновременносопряженное с новой и старой вершинами 6.Далее необходимо поочередно накинуть кольцо 7 на два оставшихся ребра 8, 30 сопряженных с новой вершиной 6, совпадающей по цвету с этим кольцом 7. Дляэтого вращением корпуса 1 и жестко связанного с ним посредством вершин 6 реберного каркаса 5 тетраэдра переводят новую одно цветную с кольцом 7 вершину 6 реберногокаркаса 5 тетраэдра в нижнюю точку 14 игры-головоломки так, чтобы кольцо 7 опиралось на внутреннюю стенку 15 корпуса 1.Затем, покачивая корпус 1, подводят разрез 40 9 кольца 7 к одному из ребер 8, принадлежащему грани 13 тетраэдра, противолежащей старой вершине 6, и одновременно, сопряженному с новой вершиной 6, послечего вводят кольцо 7 в зацепление с этим 45 ребром 8, При этом кольца 7 становитсянакинутым на два ребра 8, сопряженные с новой вершиной 6. После этого вращением корпуса 1 вновь 50 переводят новую вершину 6 реберного каркаса 5 тетраэдра в нижнюю точку 14 игры- головоломки так, что кольцо 7 опирается на внутреннюю стенку 15 корпуса 1, Затем, покачивая корпус 1, подводят разрез 9 коль ца 7 к второму ребру 8, принадлежащемуграни 11 тетраэдра, противолежащей старой вершине 6, и одновременно сопряженному с новой вершиной 6, после чего вводят кольцо 7 в зацепление с этим ребром 8. При этом кольцо 7 становится накинутым на всетри ребра 8, сопряженные с новой вершиной 6.На этом процесс перемещения кольца свершины на вершину заканчивается,Таким образом можно переводить кольцо 7 с одной вершины 6 на другую, манипулируя корпусом 1, собирая, например,кольца 7 на одноцветных вершинах или наодной из вершин, или в любом другом сочетании цветов колец и вершин, или во внутреннем объеме 4 корпуса 1, снимая их совсех вершин,Игра-головоломка будет занимательнееи интереснее, если на каждой из вершин 6будет более чем по одному кольцу 7 и, кроме 15того, кольца 7 будут иметь различный диаметр. В этом случае необходимо не толькопроводить перестановку колец 7 с вершинына вершину, но и перестановку одноцветных колец 7 различного диаметра на вершинах 6 в порядке увеличения диаметра.Занимательность игры-головоломкивозрастет, если внутренний объем 4 корпуса 1 будет заполнен жидкой средой 10 в.таком количестве, что внутренний диаметр 25колец 7 будет больше диаметра описаннойокружности равностороннего треугольника,образованного точками 11 пересечения ребер 9 тетраэдра с поверхностью 12 жидкойсреды 10 (фиг. 2 и 3). 30При перемещении старой вершины 6. реберного каркаса 5 тетраэдра в нижнююточку 14 корпуса 1 кольцо 7, находящеесяпри этой вершине 6, под действием а рхимедовой силы всплывает на поверхность 12 35жидкой среды 10 в связи с тем, что внутренний объем 4 корпуса 1 заполнен жидкойсредой 10 в таком ко,;ичестве, что внутренний диаметр колец 7 больше диаметра описанной окружности равностороннего 40.треугольника, образованного точками 11пересечения ребер 8 тетраэдра с поверхностью 12 жидкой среды 10,Съем кольца 7 со старой вершины 6 осуществляют следующим образом. Вращением корпуса 1 переводят старую вершину 6реберного каркаса 5 тетраэдра в нижнююточку 14 корпуса 1. Кольцо 7, находящеесяпри этой вершине 6, под действием архимедовой силы всплывает на поверхность 12 50жидкой среды 10 и располагается с зазором16 относительно ребер 8, сопряженных состарой вершиной 6(фиг, 2 и 3), что позволяет, вращая корпус 1, а следовательно, жестко связанный с ним реберный каркас 5 55тетраэдра относительно вертикальной оси,проходящей через центр симметрии 17 корпуса 1, и старую вершину 6 реберного кар.каса 5, находящуюся в нижней точке 14корпуса 1, переместить одно из ребер 8 в вертикальную плоскость, проходящую через ось вращения корпуса 1 и сквозной разрез 9 в кольце 7, При этом корпус 1, а следовательно, ребра 8 и вершины 6 ребер- ного каркаса 5 тетраэдра меняют свою ориентацию в пространстве Ъ мли, в то время как жидкая среда 10 и пл авающее на ее поверхности 12 кольцо 7 остаются неподвижными в пространство Земли. Затем производят наклон корпуса 1 в этой вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения корпуса 1 и сквозной разрез 9 в кольце 7, и выводят ребро 8 и зацепления с кольцом 7, После этого карп ; 1 вращают относительно вертикальной оь проходящей через его центр симметри 17, сдвигая выведенное ребро 8 в сторону от разреза 9 в кольцо 7, и возвращают старую вершину 6 реберного каркаса 5 тетраэдра в нижнюю точку 14 корпуса 1, смещая кольцо 7 в сторону от вертикальной оси, проходящей через центр симметрии 17. Аналогичным способом выводят из зацепления с кольцом 7 два последующих ребра 8, сопряженных со старой вершиной 6,Далее необходимо накинуть поочередно кольцо 7 на три ребра 8, сопряженных с новой вершиной 6. Для этого вращением корпуса 1 и жестко связанного с ним посредством вершин 6 реберного каркаса 5 тетраэдра переводят одно из сопряженных с новой вершиной 6 ребер 8 в вертикальную плоскость, проходящую через центр симметрии 17 корпуса 1 и разрез 9 кольца 7, затем производят наклон корпуса 1 в этой плоскости до зацепления кольца 7 и ребра 8, Аналогичным способом вводят в зацепление с кольцом 7 два последующих ребра 8, сопряженных с новой вершиной 6.. Таким образом, вращение и наклоны корпуса 1 изменяют положение внутреннего тела 2 в пространстве Земли, в то время как жидкая среда 10 вместе с находящимся на ее поверхности 12 кольцом 7 с разрезом 9 может оставаться неподвижной в пространстве Земли, что дает возможность изменять относительное положение ребер 8 и разреза 9 кольца 7, а в целом легко и быстро вводить-выводить кольцо 7 в зацепление с ребрами 8 в тетраэдра, что значительно повышает. занимательность игры-головоломки.Игра-головоломка будет занимательнее, если сквозные разрезы 9 в сопряженных ребрах 8 внутреннего тела 2 будут выполнены на различном удалении от вершины 6. Количество вариантов выполнения разрезов 9 в ребрах 8 внутреннего "ела 2 большое,П р и м е р, Разрезы 9 в сопряженных ребрах 8 выполнены, например, на удалении 1;0; 2 бвн/ Г 3; а где бвн - внутренний диаметр кольца, а - длина ребра тетраэдра, тогда эти ребра 8 при любой вершине 6 будут называться в зависимости от удаления разреза 9 короткое 18, среднее 19, длинное 20.Если=О, то разрез выполнен близко к вершине; если =а, то на максимальном удалении от вершины, т, е, близко к другой вершине, Удаление 2 бвн.l /3 означает, что разрез 9 выполнен на таком расстоянии от вершины, что величина перпендикуляра, опущенного из точки этого разреза 9 среднего ребра 19. на длинное 20, равна внутреннему диаметру кольца 7 (удаления разрезов от вершин приведены без учета толщины ребер тетраэдра),Таким образом, каждая вершина 6 имеет три сопряженных ребра - длинное 20, среднее 19 и короткое 13, а такое выполнение разрезов 9 позволяет снять кольцо 7 с вершины 6 только в последовательности через разрезы 9 короткого 18, среднего 19, а затем длинного 20 ребер, Накинуть кольцо 7 на вершину 6 тоже можно только в строго определенной последовательности через разрезы 9 длинного 20, среднего 19, а затем короткого 18 ребер,Съем кольца 7 со старой вершины 6 осуществляют следующим образом, Вращением корпуса 1 переводят старую вершину 6 реберного каркаса 5 тетраэдра в любую точку, находящуюся ниже плоскости горизонта, проходящей через центр симметрии 17 корпуса 1 так, чтобы кольцо 7 максимально приблизилось к старой вершине 6. Затем вращением корпуса 1 переводят короткое ребро 18 в вертикальную плоскость, проходящую через центр симметрии 17 корпуса 1 так, цтобы короткое ребро 18 лежала выше среднего 19 и длинного 20 ребер, и затем старую вершину 6 поднимают в этой вертикальной плоскости, при этом кольцо 7 скользит по ребрам 8 и выходит из зацепления с коротким ребром 18. Кольцо 7 становится накинутым на длинное 20 и среднее 19 ребра старой вершины 6,После этого можно снять кольцо 7 со среднего ребра 19. Для этого вращением корпуса 1 переводят грань 13, который принадлежат среднее 19 и длинное 20 ребра старой вершины 6, в вертикальную плоскость так, что кольцо 7 опирается на длинное ребро 20, и качаниями корпуса 1 в этой плоскости смещают кольцо 7 пб длинному ребру 20 до момента проскальзывания кольца 7 через разрез 9 в среднем ребре 19, При35 задание может быть следующего плана. 40 45 50 5 10 15 20 25 30 этом кольцо 7 становится накинутым только на длинное ребро 20, сопряженное со старой вершиной 6,После этого можно снять кольцо 7 с длинного ребра 20 и перевести его в объем 4 корпуса 1, Для этого старую вершину 6 вращением корпуса 1 поднимают выше плоскости горизонта, проходящей через центр симметрии 17 корпуса 1, и кольцо 7 соскальзывает к разрезу 9 и через него во внутренний объем 4 корпуса 1,Далее необходимо накинуть кольцо 7 поочередно на три ребра 8, сопряженные с новой вершиной 6. Эту операцию осуществляют в последовательности, обратной последовательности съема кольца 7 со старой вершины 6,В связи с тем, что в игре-головоломке заложены особенности и свойства геометрических фигур: равностороннего треугольника, описанной окружности, тетраэдра, описанной сферы и т. дто игра может осуществляться следующим образом. В зависимости от возраста школьника родители дома или учитель на факультативных занятиях в игровой форме дают задание различной сложности и время, в течение которого ответ должен быть сформулирован и, например, записан на листе. бумаги. Для младших школьников задание.может быть следую. щим: назвать, например, геометрические элементы, которые имеют место в этой игре- головоломке, или геометрические фигуры, плоские и объемные, Для старшеклассников сформулировать какую-либо теорему или назвать формулу, например, объема шара,и т, д, Игровая форма обучения позволяет привлечь внимание обучающихся, повысить усвояемость материала школьного курса геометрии и тригонометрии, получить начальные значения из начертательной геометрии.Использование изобретения дает возможность широко использовать особенности и свойства некоторых геометрических фигур и некоторые физические явления из школьного курса геометрии и физики, что позволяет повысить занимательность игры- головоломки, расширИть дидактические воэможности и возможности для развития пространственного воображения, зрительной памяти, логических и интеллектуальных способностей, Формула изобретения,1, Игра-головоломка, содержащая наружный полый прозрачный сферический корпус, внутреннее тело, установленное в корпусе, и игровые элементы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения занимательности и расширения дидактических возможностей, внутреннее тело представляет собой вписанный в объем корпуса реберный каркас правильного многогранника, 5 вершины которого зафиксированы на корпусе и имеют цветные метки, а по меньшей мере один игровой элемент выполнен в виде .кольца, при этом ребра внутреннего тела или кольца выполнены со сквозным разре зом и имеют цветовую окраску, аналогичную цветнымметкам вершин внутреннего тела. 2. Игра-головоломка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что одноцветные кольца имеютразличный диаметр,3. Игра-головоломка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что внутреннее тело выполнено в форме тетраэдра,4. Игра-головоломка по пп. 1 - 3, о т л ич а о щ а я с я тем, что внутренний объем корпуса заполнен жидкой средой в таком количестве, что внутренний диаметр колец больше диаметра описанной окружности равностороннего треугольника, образованного точками пересечения ребер тетраэдра с поверхность жидкой среды, а кольца выполнены из материала с плотностью меньшей плотности этой среды.5. Игра-головоломка по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что сквозные разрезы в сопряженных ребрах внутреннего тела выполнены на разном. удалении от вершин,1803160Составитель С.Сметанинтор А.Купрякова Техред М,Моргентал Корректор А,Козориз каз 1020 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роизводственно;издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101