Дата: 2013-11-07 Редактор: Загуменний Владислав

Світ влаштований так, що речі в ньому можуть жити довше, ніж люди, мати різні імена в різні часи і в різних країнах, навіть можемо грати в ігри Сімпсони. Іграшка, яку ви бачите на малюнку, відома у нашій країні як "головоломка адмірала Макарова". В інших країнах вона має інші імена, з яких найчастіше зустрічаються - "диявольський хрест" і "чортів вузол".

Цей вузол зв'язується із 6 брусків квадратного перерізу. У брусках є пази, завдяки яким і можливе схрещування брусків у центрі вузла. Один із брусків не має пазів, він закладається у вузол останнім, а при розбиранні виймається першим.

Автор цієї головоломки невідомий. З'явилася вона багато століть тому у Китаї. У ленінградському Музеї антропології та етнографії ім. Петра Великого, відомому як "Кунсткамера", зберігається старовинна, сандалового дерева скринька з Індії, у 8 кутах якої перетину брусків каркасу утворюють 8 головоломок. У середні віки моряки та купці, воїни та дипломати бавилися такими головоломками і заодно розвозили їх світом. Адмірал Макаров, який двічі бував у Китаї до своєї останньої поїздки та загибелі в Порт-Артурі, привіз іграшку до Петербурга, де вона увійшла в моду у світських салонах. У глибину Росії головоломка проникала та іншими дорогами. Відомо, що у село Олсуф'єво Брянської області чортів вузол приніс солдат, який повернувся з російсько-туркою війни.

Зараз головоломку можна купити в магазині, але приємніше зробити її власноруч. Найбільш підходящий розмір брусків для саморобної конструкції: 6х2х2 см.

Різноманітність чортових вузлів

До початку нашого століття, за кілька сотень років існування іграшки в Китаї, Монголії та Індії було вигадано понад сто варіантів головоломки, що відрізняються між собою конфігурацією вирізів у брусках. Але найпопулярнішими залишаються два варіанти. Показаний малюнку 1 вирішується досить легко, просто і виготовити. Саме ця конструкція використана у стародавній індійській скриньці. З брусків малюнка 2 складається головоломка, яка називається "Чортовий вузол". Як ви здогадуєтеся, свою назву вона отримала за складність рішення.

Мал. 1 Найпростіший варіант головоломки "чортів вузол"

У Європі, де, починаючи з кінця минулого століття, "Чортів вузол" здобув широку популярність, ентузіасти стали вигадувати та робити набори брусків з різними конфігураціями вирізів. Один з найбільш вдалих комплектів дозволяє отримувати 159 головоломок та складається з 20 брусків 18 видів. Хоча всі вузли зовні невиразні, вони абсолютно по-різному влаштовані всередині.

Мал. 2 "Головломка адмірала Макарова"

Болгарський художник, професор Петро Чуховскі, автор безлічі химерних та красивих дерев'яних вузлів з різної кількості брусків, теж займався головоломкою "Чортів вузол". Він розробив набір конфігурацій брусків і досліджував різні комбінації шести брусків для одного простого його піднабору.

Наполегливішим за всіх у таких пошуках був голландський професор математики Ван де Боєр, який своїми руками зробив набір із кількох сотень брусків і склав таблиці, що показують, як зібрати 2906 варіантів вузлів.

Це було в 60-ті роки, а в 1978 році американський математик Білл Катлер написав програму для комп'ютера і методом повного перебору визначив, що існує 119 979 варіантів головоломки з 6 елементів, що відрізняються один від одного комбінаціями виступів та западин у брусках, а також розміщенням брусків, за умови, що всередині вузла немає порожнеч.

Напрочуд велике число для такої маленької іграшки! Тож вирішення завдання й знадобилася ЕОМ.

Як ЕОМ вирішує головоломки?

Звичайно, не так, як людина, але й не в якийсь чарівний спосіб. Комп'ютер вирішує головоломки (та інші завдання) за програмою, програми пишуть програмісти. Пишуть як їм зручно, але так, щоб було зрозуміло і ЕОМ. Як же ЕОМ маніпулює дерев'яними брусками?

Виходитимемо з того, що ми маємо набір з 369 брусків, що відрізняються один від одного конфігураціями виступів (цей набір першим визначив Ван де Боєр). У ЕОМ треба запровадити описи цих брусків. Мінімальний виріз (або виступ) у бруску – це кубик з ребром, рівним 0,5 товщини бруска. Назвемо його поодиноким кубиком. Загалом бруску містяться 24 таких кубики (рисунок 1). У ЕОМ кожному за бруска заводиться " малий " масив з 6х2х2=24 чисел. Брусок з вирізами визначається послідовністю 0 і 1 в "малому" масиві: 0 відповідає вирізаному кубику, 1 - цілому. Кожен із "малих" масивів має свої номери (від 1 до 369). Будь-якому з них можна присвоїти ще номер від 1 до 6, що відповідає положенню бруска всередині головоломки.

Перейдемо тепер до головоломки. Уявимо, що вона міститься всередину куба розміром 8х8х8. В ЕОМ цьому кубу відповідає "великий" масив, що складається з 8х8х8 = 512 осередків-чисел. Помістити певний брусок усередину куба - це означає заповнити відповідні осередки "великого" масиву числами, рівними номеру даного бруска.

Порівнюючи 6 " малих " масивів і основний, ЕОМ (т. е. програма) хіба що складає разом 6 брусків. За результатами складання чисел вона визначає, скільки і яких "порожніх", "заповнених" та "переповнених" осередків утворилося в основному масиві. "Порожні" комірки відповідають порожньому простору всередині головоломки, "заповнені" - відповідають виступам у брусках, а "переповнені" - спробі з'єднати разом два одиничні кубики, що, природно, заборонено. Таке порівняння виробляється багаторазово, як з різними брусками, а й з урахуванням їх розворотів, місць, що вони займають у " хресті " , тощо.

В результаті відбирають ті варіанти, в яких немає порожніх та переповнених осередків. Для вирішення цього завдання було б "великого" масиву розміром 6х6х6 осередків. Виявляється, однак, що існують комбінації брусків, які повністю заповнюють внутрішній об'єм головоломки, але при цьому розібрати їх неможливо. Тому програма має вміти перевіряти вузол на можливість розбирання. Для цього Катлер і взяв масив 8х8х8, хоча його розміри, можливо, є недостатніми для перевірки всіх випадків.

Він заповнюється інформацією про конкретний варіант головоломки. Усередині масиву програма намагається "рухати" бруски, тобто переміщає у "великому" масиві частини бруска розміром 2х2х6 осередків. Переміщення відбувається на 1 комірку в кожному з 6 напрямків, паралельних осям головоломки. Результати тих із 6 спроб, у яких не утворюється "переповнених" осередків, запам'ятовуються як вихідні положення для наступних шісток спроб. В результаті будується дерево всіляких рухів доти, доки який-небудь брусок цілком не вийде з основного масиву або після всіх спроб залишаться "переповнені" осередки, що відповідає варіанту, який неможливо розібрати.

Ось так було отримано на ЕОМ 119 979 варіантів "Чортова вузла", у тому числі не 108, як вважали древні, а 6402 варіанти, що мають 1 цілий, без вирізів брусок.

Супервузол

Звернемо увагу, що Катлер відмовився від дослідження загального завдання - коли вузол містить і внутрішні порожнечі. У цьому випадку кількість вузлів з шести брусків сильно зростає і повний перебір, необхідний для пошуку допустимих рішень, стає нереальним навіть для сучасного комп'ютера. Але як ми побачимо зараз, найцікавіші та найважчі головоломки містяться саме в загальному випадку – розбирання головоломки тоді можна зробити далеко не тривіальною.

Завдяки наявності порожнеч, з'являється можливість послідовно пересунути кілька брусків перш ніж вдасться повністю відокремити якийсь брусок. Брусок, що рухається, відчіплює деякі бруски, дозволяє рух наступного бруска і одночасно зачіплює інші бруски.

Чим більше потрібно зробити маніпуляцій при розбиранні, тим цікавіший і важчий варіант головоломки. Пази в брусках розташовані так хитро, що пошук рішення нагадує блукання темним лабіринтом, в якому весь час наштовхуєшся то на стіни, то на глухий кут. Такого типу вузол безсумнівно заслуговує і нового імені; ми називатимемо його "супервузол". мірою складності супервузла назвемо кількість рухів окремих брусків, які необхідно зробити до того, як перший елемент буде відокремлений від головоломки.

Ми не знаємо, хто вигадав перший супервузол. Найбільш знамениті (і найбільш важкі у вирішенні) два супервузли: "колючка Білла" складності 5, придумана У. Катлером, і "супервузол Дюбуа" складності 7. До цих пір вважалося, що ступінь складності 7 навряд чи можна перевершити. Однак першому з авторів цієї статті вдалося вдосконалити "вузол Дюбуа" і збільшити складність до 9, а потім, використовуючи деякі нові ідеї, отримати супервузли зі складністю 10, 11 і 12. Але число 13 залишається поки непереборним. Можливо, число 12 є найбільшою складністю супервузла?

Рішення супервузлів

Наводити креслення таких важких головоломок, як супервузли, і не розкривати їх секретів було б надто жорстоко по відношенню навіть до знавців головоломок. Ми дамо рішення супервузлів у компактній, алгебраїчній формі.

Перед розбиранням беремо головоломку та орієнтуємо так, щоб номери деталей відповідали малюнку 1. Послідовність розбирання записується у вигляді поєднання цифр та літер. Цифри означають номери брусків, літери - напрямки руху відповідно до показаної на рисунках 3 і 4 системою координат. Риса над літерою означає рух у негативному напрямі осі координат. Один крок – це переміщення бруска на 1/2 його ширини. Коли брусок пересувається відразу на два кроки, його переміщення записується в дужках з показником ступеня 2. Якщо пересувають відразу кілька деталей, які зачеплені між собою, їх номери укладають н дужки, наприклад (1, 3, 6) х. Відділення бруска від головоломки відзначається вертикальною стрілкою.

Наведемо тепер приклади найкращих супервузлів.

Головоломка У. Катлера ("колючка Білла")

Вона складається з деталей 1, 2, 3, 4, 5, 6, показаних на малюнку 3. Там же наводиться алгоритм її розв'язання. Цікаво, що в журналі "Scientific American" (1985 № 10) наведено інший варіант цієї головоломки і повідомляється, що "колючка Білла" має єдине рішення. Відмінність між варіантами - всього в одному бруску: деталях 2 і 2 на малюнку 3.

Мал. 3 "Колючка Білла", розроблена за допомогою ЕОМ.

Через те, що деталь 2 містить менше вирізів, ніж деталь 2, вставити її в "колючку Білла" за вказаним на малюнку 3 алгоритму не вдається. Залишається припустити, що головоломка із "Scientific American" збирається якимось іншим способом.

Якщо це так і ми її зберемо, то після цього зможемо замінити деталь 2 на деталь 2, так як остання займає менший об'єм, ніж 2 В. В результаті ми отримаємо друге рішення головоломки. Але "колючка Білла" має єдине рішення, і з нашого протиріччя можна зробити тільки один висновок: у другому варіанті припущено помилку в малюнку.

Аналогічна помилка зроблена ще в одній публікації (Дж. Слокум, Дж. Ботерманс "Puzzles old and new", 1986), але вже в іншому бруску (деталь 6 на малюнку 3). Як же було тим читачам, які намагалися і, можливо, намагаються досі вирішити ці головоломки?

Для початку на верхній грані збираємо хрест. Щоб це зробити, шукаємо ребро з найбільшим прямокутником. Повертаємо грань, на якій розташований елемент, праворуч, щоб ребро виявилося знизу.

Буває варіант, коли одна з деталей знаходиться на протилежному ребрі. Тоді потрібно передню частину повернути за годинниковою стрілкою, верх – проти годинникової стрілки, праву грань – за годинниковою стрілкою.

Інші ребра збираються аналогічно.

Кути з деталями

Ставимо на місця кути з деталями.

На кожному вугіллі повинен бути прямокутник від найменшого до найбільшого.

Робимо таку комбінацію:

• низ – проти годинникової стрілки;
• низ – за годинниковою стрілкою.

Середній шар

Ставимо ребра середнього шару на свої місця.

Кубик слід перевернути так, щоб незбирана грань виявилася зверху. Найкращі деталі, що виступають за межі кубика, потрібно тримати зверху до кінця збирання.

На верхній грані потрібно знайти найбільший прямокутник і поставити його на кут. При цьому можуть бути два варіанти:

Ребро має перейти вниз і праворуч. Зробити це можна за допомогою такої комбінації:

• Верхня частина – за годинниковою стрілкою;
• права грань – за годинниковою стрілкою;
• верх – проти годинникової стрілки;
• передня частина – проти годинникової стрілки;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• передня частина – за годинниковою стрілкою.

У другому випадку кубик із потрібною деталлю візьміть центром до себе. Ребро має перейти вниз і вліво в такий спосіб:

• Верх – проти годинникової стрілки;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• ліва частина – за годинниковою стрілкою;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• передня частина – за годинниковою стрілкою;
• верх – проти годинникової стрілки;
• передня грань – проти годинникової стрілки.

Іноді потрібне ребро не зверху, а середньому шарі. Його потрібно прибрати звідти будь-яким верхнім ребром, використовуючи комбінацію для першого випадку.

Верхній хрест

Зверху знайдіть деталі, які правильно зібрані. Вони мають утворити хрест. Може виявитися, що зверху є центральна деталь без лінії, кута чи хреста. Якщо є кут із трьох деталей, важливо, щоб він дивився ліворуч від вас. Якщо це лінія, потрібно, щоб вона йшла справа наліво.

Щоб вийшов верхній хрест, зробіть комбінацію:

• Передня частина – за годинниковою стрілкою;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• права частина – проти годинникової стрілки;
• верх – проти годинникової стрілки;
• передня частина – проти годинникової стрілки.

Збір ребра

Поверніть верх так, щоб два ребра з чотирьох були однакового розміру (бажано квадрати) і стояли під кутом один до одного. Якщо так зробити не виходить, зробіть з будь-якої позиції таку комбінацію:

• верхня частина – за годинниковою стрілкою;
• права частина – проти годинникової стрілки;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• права частина – за годинниковою стрілкою;
• верхня частина – двічі за годинниковою стрілкою;
• права частина – проти годинникової стрілки.

Візьміть кубик так, щоб правильні ребра дивилися від вас і праворуч. Розташуйте два ребра, що залишилися, таким чином:

• Права частина – за годинниковою стрілкою;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• права частина – проти годинникової стрілки;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• права частина – за годинниковою стрілкою;
• верхня грань – двічі за годинниковою стрілкою;
• права частина – проти годинникової стрілки;
• верхня частина – за годинниковою стрілкою.

Складання кутів

Знайдіть елемент на вугіллі, який за розмірами збігається з деталлю на середньому шарі, але повернути неправильно. Візьміть кубик цим кутом до себе. Інші кути розташуйте по місцях такою комбінацією:

• Верхня грань – за годинниковою стрілкою;
• права частина – за годинниковою стрілкою;
• верх – проти годинникової стрілки;
• ліва грань – проти годинникової стрілки;
• верх – за годинниковою стрілкою;
• права частина – проти годинникової стрілки;
• верх – проти годинникової стрілки;
• ліва грань – проти годинникової стрілки.

Комбінацію слід повторити кілька разів.

Останній шар

Якщо деякі кути правильно розгорнуті, виберіть той, який ще потрібно розгорнути. Він повинен бути повернутий до вас і вліво. Зробіть комбінацію 2-5 разів:

• Права грань – проти годинникової стрілки;
• низ – проти годинникової стрілки;
• права частина – за годинниковою стрілкою;
• низ – за годинниковою стрілкою.

Комбінація робиться кілька разів, поки перший кут стане правильно. Потім поверніть верхню межу проти годинникової стрілки. Перед вами буде наступний кут, який потрібно розгорнути. Знову зробіть комбінацію. І так з усіма кутами. Нижні деталі можуть сплутатись, але в процесі стануть на свої місця.

У цьому кроці головне не змінювати положення кубика.

Однією з найпопулярніших іграшок нашої сучасності є змійка Рубіка. Головоломка стала хітом ще у минулому столітті. Але й сьогодні вона не втратила своєї актуальності. Конструкція іграшки складається з рівнобедрених трикутних призм - всього їх 24. З'єднані вони шарнірами, що обертаються. Змійка головоломка розвиває посидючість, просторове мислення, уяву, логіку та фантазію. Вона захоплює як дорослих, і дітей. У цій статті ми познайомимо вас із змійками Рубіка та розповімо, як збирати різноманітні фігури.

У любителів головоломки Рубіка створення кулі – це найпоширеніша фігура. Починати збирання можна не тільки з кінця іграшки, але і з її середини. У разі немає точного алгоритму складання. Будь-який із способів, вірний.

Схема складання наступна:

Подивіться алгоритм складання змійки в кулю у запропонованому нами відео.

Збираємо собачку
Перед вами головоломка змійка, інструкція фігур супроводжує кожний опис. Зараз поговоримо про те, як скласти собачку. Після складання дитина із задоволенням буде з нею грати.

Навчіть дитину створювати різні фігури із кубика-змійки. Збираючи головоломку, він не лише цікаво проведе час, а й із користю. Додавання різноманітних форм тренує пам'ять та увагу. Зверніть увагу на схему збирання собачки.

Відеоінструкція алгоритму складання симпатичного цуценя.

Миле кошеня

Професор Рубік розробляв свою ідею з метою розвитку логічного мислення та дрібної моторики рук. Механізм іграшки створений таким чином, щоб можна було скласти різні форми: собаку, кішку, лебедя, кажана, кулю і таке інше. Зі змійки збирається понад 50 цікавих фігур тварин. Жодних алгоритмів для цього не існує, лише людська фантазія.

Майже кожна дитина любить кошенят. У вас є унікальна можливість скласти з кубика милого домашнього вихованця.

Ось такого оригінального кота може зібрати головоломка змійка, схема фігури показана у нашому відео.

Кобра

Як згадувалося, розвивати навички допомагає головоломка Рубика. Маючи таку іграшку під рукою, ви цікаво проведете своє дозвілля не лише вдома, а й на обідній перерві на роботі, на перерві у школі, у транспорті, відпочиваючи у парку тощо. Змійка посідає другу позицію після кубика Рубіка.

Угорський винахідник розробив її тим людям, кому так і не піддався кубик. Різниця з-поміж них у цьому, що змійка немає алгоритму складання. Тобто результат може бути будь-яким. Математики підрахували, що механізм обертання головоломки дозволяє зібрати понад 90 квадрильйонів комбінацій, куди входять квіти, рослини, тварини, меблі, об'єкти, будинки, птиці тощо. Людина сама собі визначає, які збирати форми- складні чи прості.

Фігура "Кобра" не вважається складною. Спробуйте за допомогою відеоінструкції скласти її.

Слон

За допомогою повертання механізму змійки можна збирати цікаві фігурки. На перший погляд, здається, що складання комбінацій не складає труднощів. Насправді, крутити змійку легко, але для створення точної фігури, потрібні вміння та навички. Слон - найбільша тварина. Але за допомогою змійки ви можете зібрати його.

Детальна інструкція запропонована у ролику. Візьміть змійку в руки і починайте створення вухатого слона.

Ракета

Хлопчиків зацікавить збирання ракети. Такі навчальні ігри потрібні дітям. Власне, вони роблять собі іграшки своїми руками. Сюди відносяться головоломки. Змійка розроблена таким чином, щоб дитина розвивалася під час гри, навчалася нових навичок, не підозрюючи про це. Та й дорослим складання головоломки корисне. З роками пам'ять погіршується, а будь-які розумові процеси активізують звивини.

Навчання краще починати із простих фігур. Для початку спробуйте зібрати ракету.

Слід зазначити, що за допомогою змійки можна складати різні літальні апарати, наприклад, ось такий.

Все залежить від рівня складності. За бажання можна скласти ще кілька різновидів ракети.

Поговоримо про переваги змійки Рубіка. Така головоломка поєднує в собі гру та навчання. У процесі складання у дитини формується аналітичне та образне мислення. Він по-новому сприймає світ. Саме ці якості допоможуть дитині адаптуватися у дорослому житті.

Пропонуємо подивитися відео з інструкцією зі збирання ракети.

Психологи переконані, що конкретні результати, до яких прийшла дитина самостійно, сприятливо позначаються на її загальному настрої. Він починає вірити в себе, стає сміливішим і активнішим у будь-яких діях. У дитини піднімається самооцінка. Знаходження правильного рішення сприяє математичним здібностям. Тому розвивайте дитину та розвивайтеся самі. Перегляньте відео, в якому показано, які ще фігури можна зробити за допомогою головоломки змійки.

Усі фото зі статті

Головоломки, як відомо, добре розвивають кмітливість, мислення та уважність, тому їх рекомендується розгадувати дітям. Правда, з деякими з них нелегко впорається навіть дорослим, які теж не проти «покрутити в руках» кумедні деталі. У цій статті ми розглянемо, як зробити деякі дерев'яні головоломки своїми руками, з якими цікаво грати як дітям, так і дорослим.

Загальні відомості

Насамперед слід сказати, що виготовляти головоломки з дерева своїми руками не менш цікаво, ніж розгадувати. Причому в їхньому виготовленні немає нічого складного, тому впоратися з цим завданням може кожен.

Єдине, для цього знадобиться простий набір інструментів, який є у кожного домашнього майстра:

• Лобзик (бажано електролобзик);
• Стамески;
• Електродриль;
• Напилки та надфілі;
• Наждачний папір.

Порада!
Щоб спростити завдання і не допустити помилок у процесі виготовлення виробів, потрібно виконати креслення дерев'яних головоломок своїми руками.

Що стосується матеріалів, то найчастіше потрібні:

• Невеликі дошки;
• Бруски;
• Листи фанери;
• Лак по дереву.

Навіть якщо під рукою цих матеріалів не виявилося, їх можна придбати у будівельному магазині. Ціна на них зазвичай невисока.

Виготовлення

Існує дуже багато варіантів дерев'яних головоломок для дітей та дорослих. Далі ми розглянемо найпопулярніші та найпоширеніші з них, які нескладно зробити самостійно.

Для виготовлення цієї головоломки знадобиться рейка, ширина якої втричі більша за товщину, наприклад, якщо її товщина становить 8 мм, то ширина повинна дорівнювати 24 мм.

Виконується виріб таким чином:

• Рейку відповідних параметрів слід розрізати на три однакові по довжині частини.
• Далі в кожній планці потрібно лобзиком випиляти виріз, що відповідає її поперечному перерізу. У результаті планки повинні входити в отвір з невеликим зусиллям. Тому краще, щоб віконце було трохи менших розмірів, у такому разі довести його до потрібних параметрів можна за допомогою надфілів.
• У двох планках збоку треба зробити пропил, ширина якого повинна точно дорівнювати їх товщині. В результаті у двох деталях повинен вийти Т-подібний пропил.
• На завершення роботи деталі потрібно відшліфувати та розкрити лаком.

На цьому процес виготовлення головоломки завершено.

Тепер її потрібно зібрати, виконавши такі дії:

• Одну з деталей з Т-подібним вирізом треба вставити у віконце, причому її потрібно настільки просунути, щоб торець бокового вирізу виявився «заподлицо» з поверхнею планки.
• Далі слід взяти третю деталь і зверху надіти її на планку з віконцем до упору.
• Після цього потрібно до упору осадити першу планку з Т-подібним пропилом.

У результаті головоломка набуває вигляду цілісного виробу.

Перехрестя

Для виконання цього виробу знадобиться брусок квадратного перерізу 1 см.

Інструкція з його виготовлення виглядає так:

• Від рейки потрібно відрізати три бруски завдовжки близько 8-9 сантиметрів.
• Посередині однієї з них треба виконати виріз шириною 1 см так, щоб у результаті утворилася квадратна перемичка зі сторонами 0,5 см.
• Другу деталь слід зробити так само, тільки перемичка повинна вийти не квадратною, а круглою.
• У третьому бруску потрібно випиляти паз глибиною та шириною 0,5 см.
• Потім цей же брусок треба повернути на 90 градусів, і зробити ще один такий самий паз на суміжній поверхні.
• Далі всі деталі слід також відшліфувати та розкрити лаком.

На цьому головоломка із дерева готова.

Тепер її потрібно зібрати так:

• Утримуючи брусок із двома пазами вертикально, у нього треба завести деталь із круглою перемичкою.
• Потім у другий паз вставляється головоломка із квадратним перетином.
• Після цього брусок з круглою перемичкою потрібно повернути на 90 градусів проти годинникової стрілки, після чого виріб набуде вигляду цільної фігури, що не розсипається, яку не просто розібрати.

Зверніть увагу!
Щоб усі заготовки вийшли якісними, робити їх необхідно із сухої деревини.

Головоломка Макарова

Даний виріб складніший, тому перш ніж приступити до його виготовлення, бажано виконати креслення. Треба сказати, що креслення головоломок із дерева своїми руками необов'язково виконувати у масштабі із високою точністю. Головне позначити на них усі розміри в міліметрах та основні конструкційні особливості виробу.

Для виконання головоломки Макарова знадобиться така сама рейка, як і для вищеописаного виробу.

Виконується вона так:

• Спочатку потрібно розрізати дерев'яну рейку на шість однакових частин. Один брусок потрібно одразу відкласти, не виконуючи на ньому жодних вирізів.
• На іншому бруску треба зробити паз шириною 1 см і глибиною 0,5 см.
• На третьому бруску потрібно виконати два пази. Перший такий самий, як на попередній деталі, а другий на відстані 0,5 см. Він повинен бути такий самий глибини, але вдвічі ширший.
• Три деталі, що залишилися, виконуються однаково - на кожній з них виконуються по два пази. Перший паз випилюється шириною 2 см і глибиною 0,5 см. Після цього брусок треба повернути на 90 градусів і, як показано на схемі, виконати паз шириною 1 см і глибиною 0,5 см.
• Готові деталі потрібно обробити та розкрити лаком.

Збирається виріб наступним чином:

• Два останніх бруска потрібно скласти, як показано на схемі.
• У віконце, що утворилося, вставляється третій брусок.
• Далі дотримуючись трьох брусків потрібно вставити останній шостий брусок, як показано на схемі.
• Потім другий брусок слід повернути пазом вгору і ввести в незамкнуте вікно «а», що утворилося.
• Після цього заводиться брусок без вирізу у віконце, що утворилося між першими двома складеними деталями. Після цього конструкція щільно зв'яжеться.

Слід зазначити, що без схеми зібрати цю головоломку важко навіть дорослим.

На фото - кубик у кубі

Кубик у кубі

Куб у кубі називають столярною головоломкою, оскільки вона відрізняється від усіх вищеописаних виробів. Дана конструкція є пустотілим кубом з круглими отворами, всередині якого знаходиться маленький кубик. Причому витягнути останній неможливо.

Побачивши таку головоломку, приходить думка, що великий куб був непомітно склеєний, адже інакше помістити в нього кубик неможливо. Однак насправді все набагато простіше.

Виготовляється головоломка дерев'яний кубик у кубі наступним чином:

• Насамперед потрібно з квадратним перетином куб. Він повинен мати правильну геометричну форму, тому що від цього залежить успіх усієї операції.
• Потім із кожного боку куба треба позначити центр. Для цього слід накреслити діагоналі.
• Далі центром виконується поглиблення свердлом Форснера на кілька міліметрів.
• Після цього в колі, що вийшло, треба накреслити квадрат. З його допомогою можна визначити глибину свердління, на якій всі кола будуть перетинатися.
• Потім заготівля закріплюється і з кожного боку висвердлюється отвір на певну глибину. Щоб не зіпсувати деталь, заглиблюватись з кожної сторони слід рівномірно, багаторазово перевертаючи куб.
• У результаті всередині куба вийде невеликий кубик, з'єднаний тонкими перегородками з великим у восьми точках.
• Після цього перегородки треба перерізати ножем. Таким чином, вийдуть дві незалежні одна від одної фігури.
• На завершення виробу потрібно розкрити лаком. Для цього зазвичай використовують метод занурення.

Такою головоломкою можна розіграти друзів, наприклад, запропонувавши їм на суперечку витягнути маленький кубик, адже він туди якось потрапив?

Кубик-схованка

Ще одна цікава головоломка - кубик з дерева є схованою. По суті, це коробочка, яка на перший погляд здається абсолютно нерозбірною. Однак, насправді вона складається із шести деталей, незакріплених між собою ні клеєм, ні чимось ще.

Для виготовлення даної конструкції знадобиться 6 дощечок довжиною 63 мм, шириною 40 мм та товщиною 6 мм. З цих дощечок потрібно вирізати лобзиком три деталі:

Найголовніше у виготовленні даного виробу – це досягти максимально точних розмірів усіх деталей. Після їх виготовлення необхідно виконати шліфування наждачним папером для отримання гладкої поверхні.

Слід зазначити, що виготовленням третьої деталі треба займатися після збирання всіх інших елементів конструкції. Її необхідно підігнати так, щоб вона щільно входила до пазу між елементами 1 і 2.

Весь секрет головоломки полягає в елементі 3, який працює як клямка. Щоб розібрати схованку, потрібно на нього натиснути і зрушити усередину кубика. Якщо всі деталі виконані правильно, то в зібраному стані конструкція не матиме люфтів і є міцною конструкцією.

Висновок

Ми розглянули процес виготовлення одних із найцікавіших дерев'яних головоломок. Всі вони досить просто виготовляються, і при цьому є не тільки кумедними іграми, а й чудовими сувенірами.

З відео в цій статті ви можете ознайомитись з деякою додатковою інформацією з озвученої вище теми.

Заняття з головоломкою розвивають увагу, пам'ять, образне та логічне мислення, комунікабельність дітей. Завдання: розберіть головоломку на складові, а потім зберіть знову. Головоломка може стати і цікавою деталлю інтер'єру, чудовим подарунком. Наші головоломки - чудовий варіант дозвілля для всіх любителів розумних та ненудних розваг. Головоломки виготовлені з натурального матеріалу – дерева.

Інтерес до загадкових предметів, речей та місцевостей, пов'язаних з якоюсь таємницею, зберігався у людей у ​​всі часи. Сьогодні ми розповімо про одну цікаву іграшку, яку досі можна зустріти у старих поселеннях поморів на берегах Білого моря. Під час довгої полярної ночі, у вільний від полювання та риболовлі час улюбленим заняттям чоловіків було вирізання з дерева предметів домашнього, господарського і церковного начиння, дитячих іграшок та головоломок.

Головоломка, про яку йдеться, має вигляд невеликої коробочки у формі куба. Усередину кубика ховали в давнину якусь цінну річ, а в пізніші часи в коробочку просто насипали горох або камінчики, прилаштовували ручку, і схованка перетворювалася на іграшку-брязкальце. Таке брязкальце, зроблене років двісті тому, можна побачити в Загірському музеї іграшки. Для непосвяченої коробочки виглядає нерозбірною і спроби дістатися її вмісту ні до чого не призводять. Всі шість дощечок, з яких складається куб, щільно прилягають одна до одної і не розуміються. Хоча всередині кубика вгадується порожнеча, зовсім незрозуміло, як туди можна щось засунути. Секрет невеликий, але здогадатися до нього непросто. Ми спочатку розповімо про те, як самому зробити наш кубик-схованку.

Заготівлі для головоломки – це шість брусків розміром 65x40x6 мм. До їх виготовлення потрібно поставитися серйозно. Кожна деталь має бути зроблена дуже ретельно та точно. Дерево обов'язково підберіть сухе, інакше через деякий час частини головоломки почнуть бовтатися і секрет кубика можна буде легко розгадати. Після виготовлення кожного елемента його зачищають наждачним папером, щоб усі поверхні були гладкими. Брусок 3 роблять в останню чергу. Перед тим, як вирізати в ньому паз, потрібно скласти виготовлені п'ять брусків так, як показано на малюнку. Потім слід виміряти пази між елементами 1 і 2, в які повинен входити брусок 3. Залежно від розмірів цих пазів, що вийшли, слід змінити розміри бруска 3, підігнати його за місцем. Важливо, щоб брусок 3 входив у паз з невеликим зусиллям, а кінці ходу замикався на елемент 2.

Чи не біда, якщо дощечок зазначених розмірів у вас не знайдеться. Ви можете зробити кубик із будь-яких планок. Тільки врахуйте, що від їхньої ширини залежать розміри схованки і всього кубика. Нехай ширина бруска дорівнює 6 мм. Тоді довжина паза а в заготовках розраховується за формулою а = + З мм. Інші розміри можна залишити такими, як на малюнку.

Тепер про те, як розібрати кубик. Секрет укладено в елементі 3, який діє як клямка. Щоб відкрити схованку, потрібно натиснути на цей елемент вгору, а потім зрушити його всередину кубика.

Матеріали та інструменти:
Рейка з квадратним перетином

Цю головоломку конструював знаменитий адмірал Макаров, керівник двох навколосвітніх подорожей.

Заготуйте із рейки шість однакових брусочків. На одному з них непотрібно робити жодних вирізів (I). На іншому треба вирізати паз шириною в товщину брусочка і глибиною в половину цієї товщини (II). На третьому брусочку роблять два пази: один — такий самий, як на попередньому брусочку, і поруч із ним, відступаючи на половину товщини брусочка, — інший такий самий глибокий, але вдвічі вже (III).

Три брусочки, що залишилися, будуть однаковими; на кожному з них роблять по два вирізи: один - шириною в дві товщини брусочка і глибиною в половину товщини: інший, на суміжній поверхні (для чого брусочок повертають на 90 °), - шириною в товщину брусочка і глибиною в половину товщини ( IV, V, VI).

Тепер зберіть головоломку. Візьміть два бруски типу IV, V, VI, складіть їх так, як показано на рисунках. У «віконце», що утворилося, вставте брусок типу III. Притримуючи всі три бруска, щоб вони не «роз'їжджалися», вставте брусок типу IV, V, VI, що залишився, зверху так, щоб він увійшов тонкою своєю частиною в проміжок б. Поруч із цим бруском потрібно помістити брусок типу II; поверніть його пазом вгору та введіть

збоку незамкнене «віконце» а. Розгляньте фігуру, утворену п'ятьма брусками. Тим часом двома брусками, які ви на самому початку склали разом, збереглося квадратне «віконце» ст. Якщо в це «віконце» ввести брусок, що залишився (суцільний, без вирізів), то вся конструкція міцно зв'яжеться.

Матеріали та інструменти:
рейка з квадратним поперечним перерізом (наприклад, 1 см2)

Відріжте від рейки три брусочки довжиною 8-9 см. Посередині одного з них зробіть виріз так, щоб утворилася перемичка з квадратним поперечним перерізом. Товщина перемички повинна дорівнювати половині товщини брусочка (0,5 см2). Другий брусочок обробляйте так само, але у перемички зріжте кути і перетворите потім (за допомогою напилка) її перетин із квадратного в кругле.

У третьому брусочку випиліть поперечний паз шириною і глибиною 0,5 см, потім, повернувши брусочок на 90°, робіть другий паз такого ж розміру на суміжній поверхні (в).

Головоломка готова. Зберіть її.

Тримаючи брусочок з двома пазами вертикально, увімкніть брусок з круглою перемичкою в паз, потім у другий паз вклю-чите брусочок з квадратною перемичкою на 90 ° проти годинникової стрілки, і головоломка набуває вигляду цільної фігури, що не розсипається.

Матеріали та інструменти:
Дерев'яна планка

Від дерев'яної планки, ширина якої в три рази перевищує товщину (наприклад, товщина 8 мм, ширина 24 мм), відпиліть три однакових шматка довжиною 8-9 см. У кожному посередині пропиліть лобзиком прямокутну виїмку-окіночку, відповідну за розмірами поперечного перерізу взятої вами планки.

Потрібно, щоб планка тільки-но входила у виїмку-віконце, з деяким, можливо, навіть зусиллям. Тому краще, якщо віконце спочатку буде трохи менше, ніж потрібно, а потім за допомогою напилка ви доведете його до необхідного розміру.

Одну з трьох зроблених вами деталей ви залишаєте без змін, а в двох інших робите збоку пропив, ширина якого точно дорівнює товщині планки (або, що те саме, ширині віконця). Таким чином, ці дві деталі мають Т-образний пропил.

Головоломка готова. Тепер можна зібрати її. Одну з пла-нок з Т-подібним вирізом вставте в віконце деталі, яку ви зробили першою, просуньте її настільки, щоб торець бокового вирізу став «заподлицо» з поверхнею планки. Тепер візьміть третю деталь (теж з Т-подібним вирізом) і надягніть її на планку з віконцем зверху, щоб бічний виріз був звернений назад. Опустіть її вниз до упору, потім обложіть (також до упору) першу планку з Т-подібним вирізом, і головоломка набуде вигляду, наведеного на малюнку, поміщеному перед завданням.

Головоломка "Свинка"