Отчаянные головоломки: непредсказуемые магниты
Несколько лет назад была очень популярна игрушка неокуб — кубик, сложенный из определённого числа магнитных шариков. Самый распространённый набор содержал 216 магнитных шариков, из которых складывали всевозможные фигурки.
Казалось бы, что необычного в магнитах? С детства многие держали их в руках и знают, что у магнита имеются два полюса, причём разноимённые полюса притягиваются, а одноимённые — отталкиваются. Но если магнит сломать, то получатся два магнита, и обломки уже не склеить. Вернуть детали в прежнее состояние не удаётся — по какой-то причине они примагничиваются друг к другу с небольшим смещением. Всё дело в том, что части магнита в месте стыка будут притягиваться друг к другу только если магнит разделить на два строго перпендикулярно магнитной оси. Если же распил сделать строго вдоль магнитной оси, два новых магнита будут отталкиваться друг от друга. Именно поэтому трудно починить лопнувший магнит — место излома имеет неправильную форму, а значит у двух его кусочков полюса немного смещаются.
Многие после приобретения неокуба столкнулись с тем, что если кубик теряет форму, вернуть его к прежнему виду совсем не просто. Упрямые шарики хаотично притягиваются друг к другу и никак не хотят выстраиваться в нужную конфигурацию. Благодаря этому неокуб объявили головоломкой. Но у обладателей неокуба родились другие любопытные вопросы. Как ориентируются северные и южные полюса магнитных шариков, если из них собрать ту или иную геометрическую форму? Например, как будут ориентированы три магнитных шарика, если из них сложить треугольник? Представили? Ну а теперь сравните своё решение с тем, что получается на практике.
Расположение магнитов в этом треугольнике несколько необычно: если конструкцию повернуть вокруг центра на 120°, картинка не совпадёт с исходной. Впрочем, так и должно быть: магнитов три, но полюсов у каждого два. Треугольник из магнитиков хотя и не распадается, однако довольно неустойчив. Один из магнитных шариков повернулся к соседям северным полюсом к северному, а южным — к южному. Но при неловком движении магнитики выстраиваются в цепочку, в которой север одного касается юга другого — такая конструкция значительно устойчивее.
Попробуем собрать треугольник из шести шариков. Это довольно простая задача для бильярдных шаров, но не для магнитов. Впрочем, после некоторых усилий шарики всё-таки сложились в треугольник. Но опять же мы видим, как некоторые шарики соприкасаются одноимёнными полюсами.