Vozli

Vozli

Avtor: Karmen Perko

Učni cilji: Ugotoviti, da matematiko srečujemo v vsakdanjem življenju. Spoznati osnove matematičnih vozlov. Naučiti se nekaj načinov zavezovanja kravat.

KAJ IMAJO SKUPNEGA...

(DNK.jpg)
Molekula DNA
(cesta.jpg)
Cestni križ
(virus.png)
Virus
(kos.jpg)
Košarkarski koš
(kravata.png)
Kravata
(kita.jpg)
Lasna kita
(cipka.jpg)
Čipka
(kosara.jpg)
Košara

Odgovor

Matematika vozlov

Matematično gledano so vozli prepletene sklenjene prostorske krivulje, ki jih ne moremo razviti v zanko, ne da bi jih razrezali.

(vozel1.png)
Primer vozla

Vozle ločimo glede na njihov red.

RED VOZLA je število “križišč”, ki jih opazimo v zanki.

(redivozlov.jpg)
Tabela vozlov do vključno reda 9

Ekvivalentna vozla

(vozel2.png)
Topološko ekvivalentna vozla

Vozla sta topološko ekvivalentna, če ju lahko z zveznim premikanjem brez rezanja krivulje pretvorimo v drugega.

(ekvivalentnivozli.png)
Pretvorba brez rezanja krivulje

Na prejšnjo stran Naprej

Rojstvo teorije vozlov

Lord Kelvin je opazoval kolega pri kajenju. Čudenje nad stabilnostjo dimnih obročkov pri njihovem nihanju in lebdenju v zraku ga pripelje do misli, da bi tak obroček lahko bil model atoma. Leta 1867. predstavi svojo teorijo.

(dim.jpg)
Navdih za teorijo vozlov

V drugi polovici 19. stoletja se je nato Peter Guthrie Tait ukvarjal s teorijo vozlov. Proučil je vozle do reda 10 in postavi mnogo domnev. Nekatere med njimi so dokazali pred kratkim, z nekaterimi se še ukvarjajo.

S tem je Tait postavil temelje nove teorije vozlov.

Na prejšnjo stran Naprej

Kje vse se skrivajo vozli?

Krašenje v keltski kulturi
Ribištvo
Slikarstvo
Arhitektura
Mikrobiologija
Domača obrt
Modna industrija
...
(prstan.jpg)
Okrasje
(ribiska.jpg)
Ribiška mreža
(davinci.jpg)
Delo Leonarda da Vincija
(cipka2.jpg)
Čipke
(kravata3.jpg)
Kravata

OD KJE KRAVATA? Na prejšnjo stran

KRAVATA

Nepogrešljiv modni dodatek za moške in tudi za ženske

Začelo pa se je povsem drugače... Hrvaški vojaki so okoli vratu nosili zavezane rute. V 17. stoletju je hrvaška konjenica osvojila Evropo. Tako so evropske dežele spoznale CROATO - kravato. Še posebej so kravato vzljubili Parižani in Angleži, ki so jo s pridom uporabili v modni industriji.

(hrvat.jpg)
Hrvaški vojak

Do nedavnega so bili najbolj pogosto v rabi štirje različni načini zavezovanja kravat: enostavni, vindorski, polvindorski in vozel prat. Le-ta se je ob “odkritju” leta 1989. znašel na naslovnici New York Timesa.

(moski.jpg)

Na prejšnjo stran Naprej

Znanastveni pristop k modi

Za razliko od Alberta Einstaina, ki je imel v svoji garderobni omari 7 enakih oblek, sta se znanstvenika s področja proteinov in polimerov Thomas Fink in Yong Mao precej vneto ukvarjala z zavezovanjem kravat. Marca 1999 sta predstavila deset novih načinov zavezovaja kravat. V knjigi z naslovom 85 načinov, kako zavezati kravato pa sta razkrila vseh 81 možnih načinov zavezovanja kravat, ki sta jih odkrila s pomočjo matematičnega modeliranja. Širša javnost je pred tem poznala le štiri načine zavezovanja kravat.

(vijacnica.jpg)
Navdih znanosti...
(kravata8.jpg)
... privede do kravate

Na prejšnjo stran Naprej

Fink in Mao sta razmišljala ...

Različne načine zavezovanja sta razdelila glede na zaporedje gibov L(levo), D(desno), C(centralno). Vse te gibe sta razdelila še na gibanje proti srajci - p in stran od srajce - s.

(nacin1.png)
Potezi Ls in Lp

Tako sta dobila množico šestih možnih gibov {Lp, Ls, Dp, Ds, Cp, Cs}. V množico možnih potez nista uvrstila zaključne poteze Z, ko konec kravate potegnemo skozi zanko.

Da sta dobila še smiselne vozle, sta število potez omejila na kvečjemu 9.

Pravila zavezovanja

  1. Gibi L, R in C se morajo menjati v vsaki potezi.
  2. Giba p in s morata nastopati izmenično.
  3. Zaključek vozla je vedno s potegom kravatnega konca skozi zadnjo zanko.
  4. Začenjala sta s potezami Ls oz. Lp, zato je zaključek vedno zaporedje Ds Lp Cs Z ali Ls Dp Cs Z. Začetek z Ds oz. Dp pomeni zrcalno sliko. Le-ta pa predstavlja ekvivalentni vozel.
  5. Vozle sta poimenovala glede na število vseh potez h in glede na število centralnih potez v -> (h,v). Tako na primer obstajajo vozli (3,1); (7,2); ...
  6. Razmerje v/h nam pove, ali bo vozel debel (višja vrednost razmerja) ali tanek (nižja vrednost razmerja). Vrednosti razmerja sta omejila na interval med in .

Na prejšnjo stran Naprej

Zavežimo si kravate

Začnemo vedno enako: Kravato si namestimo tako, da je širši konec na desni strani.

Najmanjši vozel (3,1)

Ls Dp Cs Z

Enostavni vozel (4,1)

Lp Ds Lp Cs Z

(najmanjsivozel.png)
Vozel (4,1)

Vozel prat (5,2)

Ls Cp Ds Lp Cs Z

Polvindorski vozel (6,2)

Lp Ds Cp Ls Dp Cs Z

(polvindorski.jpg)
Polvindorski vozel

Vindorski vozel (8,3)

Lp Cs Dp Ls Cp Ds Lp Cs Z

(vindorski.jpg)
Vindorski vozel

Na prejšnjo stran Naprej

Nekaj vozlov po Finku in Mau

ImeGibi
Vozel Kelvin (5,1)Ls Dp Ls Dp Cs Z
Vozel Nicky (5,2)Ls Cp Ds Lp Cs Z
Vozel Victoria (6,1)Lp Ds Lp Ds Lp Cs Z
Vozel sv. Andreja (7,2)Ls Dp Ls Cp Ds Lp Cs Z
Vozel Plattsburgh (7,3)Ls Cp Ds Cp Ls Dp Cs Z
Vozel Cavendish (8,2)Lp Ds Lp Cs Dp Ls Dp Cs Z
Vozel Grantchester (9,2)Ls Dp Ls Dp Cs Lp Ds Lp Cs Z
Vozel Hanover (9,3)Ls Dp Cs Lp Ds Cp Ls Dp Cs Z
Vozel (9,4)Ls Cp Ds Cp Ls Cp Ds Lp Cs Z

Iz zavezane rute do znanosti...

(hrvaska2.jpg)
Hrvati so zelo ponosni na kravato

Na prejšnjo stran Naprej

Ponovi in poskusi

Sledi sedem nalog, ki preverijo, česa smo se naučili o razvoju računalnikov.

Naloga 1

Kaj nam sporoča red vozlov?

Dolžino vrvi, iz katere smo naredili vozel.
Število prekrižanj vrvi v vozlu.
Šteilo načinov, na katere lahko naredimo vozel.


Nazaj Naprej

Odgovor je pravilen.

Naprej

Odgovor je napačen.

Poskusite ponovno.

Naloga 2

Kateri načini vozlanja so najdlje v uporabi?:


Nazaj Preveri Naprej

Odgovor je pravilen.
Naprej

Odgovor je napačen.
Poskusite ponovno.

Naloga 3

Označi osebe, ki so povezane z razvojem vezanja kravat.


Nazaj Preveri Naprej

Odgovor je pravilen.
Naprej

Odgovor je delno pravilen.
Poskusite ponovno.

Odgovor je napačen.
Poskusite ponovno.

Naloga 4

Koliko načinov zavezovanja kravat sta predstavila Fink in Mao v svoji knjigi?

Preveri

Nazaj Naprej

Pravilen odgovor.
Naprej

Odgovor ni pravile.
Poskusite ponovno.

Naloga 5

Vsak začetek stavka v levem stolpcu dopolnite z ustreznim nadaljevanjem na desni strani.

Giba p in s morata
Gibi L, D in C se morajo
Zaključek je vedno
Začetek je vedno
nastopati izmenično.
menjati v vsaki potezi.
poteg kravatnega konca skozi zadnjo zanko.
poteza Ls ali Lp.


Nazaj Preverite Naprej

Pojmi so pravilno povezani.
Naprej

Pojmi so narobe povezani.
Poskusite ponovno.

Naloga 6

Poveži značilnosti s posamezno generacijo elektronskih računalnikov:

Matematično gledano so vozli
Vozla sta topološko ekvivalentna
Vozle ločimo glede na njihov red.
Najmanjši vozel ima
Enostavni vozel ima
Vozel prat ima
prepletene sklenjene prostorske krivulje, ki jih ne moremo razviti v zanko, ne da bi jih razrezali.
če ju lahko z zveznim premikanjem brez rezanja krivulje pretvorimo v dugega.
tri gibe in zaključno zanko.
štiri gibe in zaključno zanko.
pet gibov in zključno zanko.


Nazaj Preveri Naprej

Pojmi so pravilno povezani.
Naprej

Pojmi so narobe povezani.
Poskusite ponovno.

Naloga 7

Katera država je domovina kravate? Ime zapiši z velikimi tiskanimi črkami.

Preveri

Nazaj Naprej

Odgovor je pravilen.
Naprej

Odgovor je napačen.
Poskusite ponovno.

Na začetek gradiv

0%
0%