Az ember mindig is próbálta megfejteni, hogy mi és hogyan tartja a dolgokat mozgásban. Végül Isaac Newton volt az a hatalmas elme, aki 1687-ben éppen ezen a napon, július 5-én a Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (magyarul A természetfilozófia matematikai alapjai) megjelentetésével lefektette a klasszikus mechanika alapjait, és ezzel útjára indult a modern természettudomány. Newton munkájában egyesítette az addig megfigyelt égi mechanikát (a Kepler-törvényeket) a földi mechanikával; leírta a gravitáció egyetemes törvényét, ami az égi objektumokra éppúgy hat, mint ránk és az almákra a Földön, és ezzel megmutatta, hogy a világegyetemet egységes fizikai törvények irányítják. Háromkötetes művében megfogalmazta a természettudomány általános kutatási módszerét is, és lefektette annak a matematikai analízisnek a gyakorlati alapjait (differenciál- és integrálszámítás), ami a tudomány művelésében ma is az egyik legpraktikusabb eszközünk.

Az ember esetében különös jelentőséggel bír a természet erőinek megértése és kontrollálása, az események jóslása és irányítása, hiszen az agy is minden valószínűség szerint arra fejlődött ki, hogy modellezze a körülöttünk lévő világot és abból előnyre tegyen szert, mi pedig csúcsra járattuk ezt a szerkezetet. Így nem véletlen az sem, hogy sokan különös izgalmat éreznek, ha ők irányíthatják az eseményeket, és ez már az embergyerek esetében is megjelenik, legyen szó szerepjátékról vagy mechanikai játékról. Ez utóbbira talán a legjobb példák a golyópályák, amikkel a gyerekek hosszú ideig el tudnak játszani, és csodálattal bámulják ahogy a golyó újra és újra végiggurul a pályán – épp úgy, ahogyan a tűz lángjába bámulunk.

Egy golyópálya lényegében egy egyszerűbb Rube Goldberg-szerkezet, ami extrém módon, játékos formában fejezi ki a mechanika kontrollját és a precíz jóslási képességünket. Az elnevezés egy amerikai karikaturista nevét őrzi, aki előszerettel rajzolt egyszerű feladatokat fölöslegesen körülményes, de csavaros módon végrehajtó eszközöket. Amikor Goldberg ezeket a masinákat kitalálta, csak a papíron léteztek, de ma már bármilyen értelmetlen dolgot megvalósítanak, így nem csoda, ha a Youtube tele van hasonló szerkezetekkel (bár Hajnóczy Soma Goldberg-gépe például nem is annyira haszontalan szerkezet, hiszen egy bűvésztrükköt mutat be).

Ha pedig valaki saját maga szeretne ilyesmit építeni, akkor egyre könnyebb dolga van. Számtalan játékkészlet van piacon, amikből golyópályát lehet építeni. Kezdetben fából készítették őket (a Csodák Palotájában is lehetett ilyennel játszani), ezek nagyon elegánsak voltak, és rengeteg érdekes elemet gyártottak hozzájuk. A készletek többnyire kockákból és fahasábokból állnak, amik mindenféle alagutakat, vájatokat, billenőket és elágazásokat tartalmaznak. Ennek a módszernek csak az a hátránya, hogy viszonylag nagy helyet foglal, és a fahasábok könnyen szétborulhatnak. Ennek ellenére igen impozáns építményeket lehet belőle készíteni, lásd például az alábbi Metropolist működés közben.

Aztán gyártottak silány műanyagból is kevéssé elegánsakat olcsóbban, amiket már össze lehetett illeszteni – ezekből tipikusan magasabb tornyokat lehetett építeni, de azért még mindig elég ingatagok voltak. Végül nemrég kifejlesztették a Gravitrax termékcsaládot, ami több innovációjának is köszönhetően a kategória csúcsának számít. Egyrészt a Gravitrax-készletből egy bővíthető hatszögrács alapra mint talapzatra lehet építeni, ami teljesen stabillá teszi, és erre az olcsó karton alap is tökéletesen megfelel, de vannak műanyag rácsok is, amiket többnyire emeletek készítéséhez érdemes használni.

A rácsos megkötöttség ugyanakkor egyáltalán nem korlátoz minket, mert nagyon kreatívan lehet rá építkezni, és ezt több dolog is biztosítja. Egyrészt az elemek közti összeköttetés egy egyszerű, de innovatív módszeren alapul, ami nagy rugalmasságot biztosít, mert ugyanazokat az összekötő elemeket tudjuk használni különböző szintkülönbségek áthidalására. A másik, hogy az elemek hihetetlenül változatosak, és mindez jó minőségű, erős és precíz kivitelezéssel párosul. Egy műanyag elem a fához képest jóval olcsóbb és sokkal többre képes, akár mozgó alkatrészek is készíthetők belőle, ráadásul némelyik elemen egyszerre több dolog is helyet kap.

Az elemek ezen kívül nagyon laposak, kis lejtésekkel lehet dolgozni, kevés súrlódással, ezért hatalmas pályákat lehet építeni kis területen, ráadásul tetszőleges számú szint egymásra építhető, és az átlátszó műanyag alapok miatt jól látható minden, továbbá ügyes geometriai tervezéssel egy-egy elemet akár többször is tudunk használni – ehhez is kötődik e heti fejtörő feladványunk. Sőt nem csak jól látható, hanem akár előre meg is tervezhető minden, vagy szimulálható, mert van hozzá applikáció, amivel bármit megépíthetünk virtuálisan pillanatok alatt, és ki tudjuk próbálni, hogy úgy működik-e, ahogy terveztük, vagy ki tudunk próbálni olyan kiegészítőket is, amiket nem vásároltunk meg.

A Gravitrax készlet legnagyobb különlegessége ugyanakkor a rengeteg okos kiegészítő, ami elérhető hozzá. Ezek nemcsak mechanikai, hanem mágneses elven is működnek, köszönhetően annak, hogy az egész játék fémgolyókkal dolgozik. Már a 100 darabos alapkészletből is rengeteg dolog építhető, sőt oktatáshoz is kiváló, hiszen lehet vele illusztrálni a mechanikai elveket, potenciális energiát, mágneses erőket, stb. Az extra kellékek közül nagyon sok arra szolgál, hogy a golyóknak plusz mozgási energiát adjon, amivel egy felsőbb szintre is visszalökhetők, ezáltal meghosszabbítva Goldberg-gépünk működését. Ilyen kiegészítő például a mágneses ágyú, a katapult, a fordítókalapács vagy a kilövő, és még sok más elem, köztük olyanok, amik gravitációs, rugalmas vagy éppen mágneses energiát tárolnak, amit aztán át tudnak adni egy golyónak.

155. feladvány: Gravitrax körút

A Gravitrax készlet alapeleme egy olyan hatszögletű lapos elem, amiben két kanyar is található, hogy minél jobban ki lehessen használni az építkezés során. Az egyik kanyar a szabályos hatszög két szomszédos oldalát köti össze, a másik kanyar másodszomszédos oldalakat, lásd az alábbi felülnézeti ábrán jobb oldalon.

Ugyancsak az alapelemek közé tartozik a fenti ábra bal oldalán található (a valóságban átlátszó) hatszögrács, amire építkezni lehet, és amelyen a lapos hatszög alakú elemekből 19 darab fér el. A rácson látható kisebb hatszög alakú lyukakba illeszkednek a lapos elemek talpai, de ha mindegyikbe teszünk egy elemet, akkor a fölső részükkel szorosan kiparkettázzuk a sárga körvonallal körbevett teljes területet. Az elemek szabadon forgathatók a síkban, viszont a feladat szempontjából fontos, hogy tükrözni nem tudjuk őket.

Izsák a fejébe vette, hogy csak ilyen hatszögletű alapelemek felhasználásával egy körutat (önmagába visszatérő utat) épít a fenti rácsra, mégpedig úgy, hogy a rácsot teljesen kitölti, és minden felhelyezett elem része lesz a körútnak, azaz legyen rajta legalább egy ív, ami a körút része. Sikerrel járhat?

Nehézségi szint:

A megfejtéseket részletes magyarázattal és a szükséges ábrákkal együtt az eszventura@qubit.hu címre várjuk. A leggyorsabb és legkreatívabb megoldást küldő versenyzőink felkerülnek az Ész Ventura dicsőségfalára, közöttük és minden jó megoldást beküldő versenyző között év végén nyereményeket sorsolunk ki. Fiatal megoldóinktól kérjük, hogy tüntessék fel életkorukat és évfolyamukat, mert körükben különdíjakat is ki fogunk sorsolni. Az e-mail subject mezőjében kérjük továbbá sorszámmal jelezni, hogy melyik feladvány megoldásáról van szó. Beküldési határidő: augusztus 20. éjfél.

Az Ész Ventura feladványügyi rovat gazdája: Gáspár Merse Előd fizikus, kognitív kutató, társasjáték-fejlesztő és bűvész.