Képzeljünk el egy szerkezetet, amely csupa rúdból áll, amely rudak a végpontjaikban egymáshoz vannak rögzítve, de a rögzítési pontok körül szabadon elforoghatnak. A rudak végére ideális gömbcsuklókat képzelhetünk, amik ezt megvalósítják. Az ilyen szerkezeteket rúd-csukló szerkezeteknek nevezzük, és megkérdezhetjük, hogy merev-e egy ilyen szerkezet. Egy tetraéder élváza például merev. Egy kocka nem merev, mert össze tud csuklani, viszont merevíthető néhány lapátlóval, ezt szokták csinálni az állványzatok építésénél is. Bár az állványzatok esetében a rudakat nem gömbcsuklók kötik össze, de a kötés sose tökéletes, ezért abban az esetben, ha nem merevítenék átlókkal a szerkezetet, akkor inogna. Minél több merevitőt használunk, annál stabilabb és biztonságosabb lesz a szerkezet. Olyan ez mint síkban a háromszögelés. Térben tetraéderekből építkezve mindig merev élvázat kapunk.
De mi van akkor, ha nem csak merev rudakból építkezünk. Hidaknál gyakran előfordul, hogy kábeleket vagy láncokat is használnak. Ez utóbbiaknak lényeges tulajdonsága, hogy feszíteni lehet őket, de nem tudjuk őket két végüknél fogva összenyomni, azaz húzni tudnak, de tolni nem. Ha például csak kötelekből szeretnék merev hálózatot készíteni, az lehetetlen. A pókháló ugyanis csak akkor kifeszíthető, ha egy külső merev kerethez csatlakozik. Ha viszont van egy meglévő rudakból álló szerkezet, akkor abba van értelme plusz merevítőként köteleket és kábeleket is használni. Most pedig jöjjön a találós kérdés. Ha nincsen kezdetben összefüggő rúdszerkezet, akkor azt vajon tudják-e merevíteni kötelek. Konkrétan, létezik-e olyan csak kötelekből és rudakból álló szerkezet, amely merev, de a rudak sehol nem érintik egymást, még a végpontjaikban sem? Sajnos a bejegyzés címe elég árulkodó. Nyilván kitaláltátok, hogy léteznek ilyenek, és tensegrity szerkezeteknek hívják őket. Csak így elmondva, egyesek nem érzik át ennek a különlegességét, mások meg lehetetlennek tartják, hogy ilyen tényleg létezik, ezért nagyon tanulságos egy ilyen tensegrity szerkezetet elkészíteni. Karácsony közeledtével most elmondom, hogyan lehet tensegrity karácsonyfadíszt készíteni otthon, amely szép is, és az elkészítése és a léte önmagában is tanulságos.
Tetszőleges szerkezetű tensegrity készítése nem lenne künnyű feladat, főleg kis mérteben, hiszen a tensegrity csak a rudak és kötelek összeállítása után nyeri el merevségét, és az építés közben nehéz lenne térben megtartani az alakzatot csupán két kezünkkel. A most bemutatásra kerülő szerkezetben azonban több trükköt is alkalmazunk. Bár a legegyszerűbb tensegrity csupán három rudat tartalmaz, amelyek a tér három irányát feszítik ki, azonban mi egy hat rudas változatot fogunk készíteni, amely szép szimmetriával rendelkezik megkönnyítendő a munkánkat. Másrészt kötelek helyett befőttesgumikat fogunk használni, amelyeket nem kell majd kötözni. A gumi természetesen azt eredményezi majd, hogy nem lesz tökéletesen merev a szerkezet, de egyensúlyban lesz, azaz feldobva a levegőbe nem esik szét, és a rugalmassága miatt megfigyelhetjük a különleges deformációs tulajdonságait is. Ha a gumifonál helyére nyújthatatlan kötelet képzelünk, akkor valóban egy teljesen merev tensegrity szerkezetet kapunk.
A szerkezet fillérekből és nagyon gyorsan elkészíthető. Nincs másra szükség, mint szívószálakra és befőttesgumira. Érdemes szép színes 7-8 mm átmérőjű ún. koktél szívószálakat használni, mégpedig három féle színt, mert három pár párhuzamos rúd alkotja az alakzatot. A szívószálakból 7-8 cm hosszú egyforma darabokat vágjunk le, és a végeiken kisollóval csináljunk 2-3 mm mélyen apró V alakú bemetszéseket, minden szívószál végén kettőt egymással szembe, mégpedig úgy, hogy a fügőlegesen tartott szívószálak esetében a bemetszések pont egymás alá essenek. A szívószálakból készítsük el az első ábrán látható kereszet alakzatot, és hat befőttesgumival rögzítsük a szerkezetet. A itt használt befőttesgumikat a végén el fogjuk vágni, csak azt a célt szolgálják, hogy ne mozduljon el a szerkezet váza, amíg a többi gumikarikát felhelyezzük.
A tensegrity szerkezetet stabilizáló hat gumikarikát úgy kell felhelyezni a szívószálakra, hogy minden rúdra kerüljön egy karika, olyan módon, hogy a gumikarikák átellenes pontjait akasszuk a rúd két végén lévő vájatokba, és gumit vezessük át egy a rúdra merőleges rúdpár végpontjaiban lévő vájatokon. A vájatokat előzetesen érdemes a megfelelő irányba állítani. Fontos, hogy egyforma és használatlan gumikat használjunk, és azokat szimmetrikusan feszítsük ki. Az is lényeges, hogy vájat olyan szűk és éles legyen, hogy a beleakasztott gumi ne tudjon odébbcsúszni, mert egyébként nem maradna meg a szerkezet. Ha befejeztük a gumik felhelyezését, akkor a segédgumikat elvágva a szívószálak eltávolodnak és megszületik a tensegrity szerkezet. Ha egy kicsit deformált, akkor a gumikarikákon még igazíthatunk, az a lényeg, hogy minden él egyforma hosszú és egyformán feszes legyen. Ha jól csináltuk, akkor a kapott szerkezet konvex burkolójában egy ikozaéderre ismerhetünk rá. Természetesen tetszés szerint más anyagokat is használhatunk, a szívószálnál erősebb lufipálcát, hurkapálcát, bambuszt, stb. Ilyenkor a vájatokat érdemes például reszelővel kireszelni.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése