טכנוראש סלינקי

סלינקי הוא סוג של קפיץ צעצוע המסוגל להתקדם במישורים משופעים או מדרגות באמצעות התמתחות והתכווצות לסירוגין. במהלך תנועתו נמתח הקפיץ ומתכווץ, ומאבד מגובהו תוך אבדן האנרגיה הפוטנציאלית והפיכתה לאנרגיה קינטית.
הקפיץ המפורסם הומצא על ידי מהנדס המכונות ריצ'רד ג'יימס ורעייתו בטי, ונרשם כפטנט בשנת 1947. יכולת ההתקדמות של קפיץ, באמצעות התכווצות והתמתחות, התגלתה במקרה על ידי ריצ'רד בזמן ניסוי לבדיקת יציבותם של חפצים שונים בעת תנודות האונייה על גלי הים. בטי חיפשה במילון שם קליט שישקף את תכונות המשחק, ומצאה את המילה "סלינקי", שפירושה: מפותל, חמקני, ובעל תנועה חיננית. (מתוך ויקיפדיה)


השנה בתחרות הטכנוראש, הצוותים יתמודדו עם אתגר הדורש חשיבה יצירתית בהשראת הסלינקי.

המשימה

בניית מתקן היורד במדרגות בזמן מינימלי תוך נשיאת קערת מים.

נדרש לתכנן ולבנות מתקן המסוגל לרדת במדרגות במהירות תוך נשיאה של מיכל מים פתוח, באופן שבו המים לא ישפכו. המתקן צריך להכיל את הקערה בשלמותה (לא רק את המים) ולאפשר להכניסה ולהוציאה בקלות, על מנת למדוד את כמות המים שנותרה בתום הירידה. ככל שכמות מים גדולה יותר תגיע לנקודת הסיום בתחתית המדרגות, ניקוד הצוות יהיה גבוה יותר.
כל צוות מתחרים יקבל קערה אחת, עשויה פלסטיק קשיח עם פתח בקוטר של  כ-20 ס"מ וקיבולת של 2.6 ליטר (ראו תמונות). פרטים נוספים על אופן מסירת הקערה יועברו לנרשמים.
 

נקודת זינוק תהיה בראש גרם מדרגות בגובה של כ-3 מטרים (18 מדרגות). 

הפרס

הפרס הראשון הוא 10,000 שקל
הפרס השני הוא 5,000 שקל
הפרס השלישי הוא 3,000 שקל

מתי ואיפה?

התחרות תתקיים בצהרי יום ד' 22 במאי 2019 בטיילת ליד הדשא המרכזי של אולמן.

נוסחת הניקוד

הצוות המנצח יהיה הצוות עם הניקוד הגבוה ביותר. הניקוד יקבע על פי נוסחת הניקוד:

Score = F - T + R + C + D + B
F = 300 x (          x         )
m              s 
Mmax        Smax

m - כמות המים במ"ל שנותרו בקערה כשהמתקן סיים את פעולתו.
Mmax - כמות המים המקסימלית שמותר למלא בקערה - 2400 מ"ל.
s - מספר המדרגות שהמתקן ירד. במידה והמתקן הפסיק את פעולתו באמצע מהלך המדרגות, יספרו רק מדרגות שהמתקן עבר ואינן במגע עם המתקן בעצירתו.
Smax - מספר המדרגות המקסימלי שאפשר לרדת, כלומר 18 מדרגות.
T  - הזמן בשניות שעבר מרגע פקודת ההפעלה של המתקן ועד שהמתקן הפסיק לזוז.

R  - תוספת ניקוד על אופטימיזציה בכמות המים, לצוותים שידעו לתכנן מתקן אמין שאיבד פחות מ-25% מכמות המים ההתחלתית ששמו בקערה. ערכו המקסימלי הוא 10% מרכיב F בנוסחת הניקוד.
C  - תוספת ניקוד על יצירתיות הצוות, ערכו המקסימלי הוא 10% מרכיב F בנוסחת הניקוד.
D - תוספת ניקוד על עיצוב, ערכו המקסימלי הוא 10% מרכיב F בנוסחת הניקוד.
B - בונוס לצוות בודד על חיזוי הניקוד העצמי ללא הבונוסים  (F-T) בצורה המדויקת ביותר. ערכו הוא 5% מרכיב F בנוסחת הניקוד.
 

מהלך התחרות

ביום התחרות תספק הוועדה המארגנת גרם מדרגות.
בתורו, צוות המתמודדים יכריז:
- כמות המים שהוא מכניס לקערה (תבוצע מדידה של המים על ידי המארגנים)
- צפי לניקוד שיקבל המתקן בתכנונו
צוות המתמודדים יעלה את המתקן לראש המדרגות. בהינתן האות, המתמודדים יפעילו את המתקן ותחל מדידת הזמן.

מדידת הזמן תעצר לפי הוראה מפורשת של נציג המתמודדים שיחכה על הקרקע לצד המודד. פעולת המתקן תצולם לגיבוי ועל מנת לקבוע את רגע שחרור המתקן  מאחיזה (לצורך ספירת המדרגות).
בתום תנועת המתקן, המתמודדים ינתקו את הקערה מן המתקן והמארגנים ימדדו את כמות המים הנותרת בקערה.

פרטים נוספים
  • לכל צוות זמן מקסימלי של 5 דקות מרגע הזינוק. מתקן שיהיה בתנועה מעבר לזמן שהוקצב יפסל.

  • הקערה, שתסופק על ידי המארגנים, צריכה להישאר פתוחה בעת פעולת המתקן (אין לכסות אותה עד גובה 10 ס"מ מעליה ולעטוף אותה מצדדיה).

  • המים בקערה יהיו מי ברז רגילים עם פיגמנט שיסופקו על ידי המארגנים.

  • גרם המדרגות מורכב מ-18 מדרגות ברוחב של כ-185 ס"מ (ללא מעקות), מדרגות המשמשות לבמות ניידות לאירועים. גובה כל מדרגה כ-16.6 ס"מ ועומקה כ- 33.3 ס"מ.

  • המתקן כולו צריך לרדת במדרגות. המתקן יכול להימצא על מספר מדרגות במקביל, אך רק מדרגות שהוא עבר (בהיטל אנכי), ואינו במגע איתן יספרו.

  • המתקן צריך לבצע פעולה של ירידה במדרגות, לכן מתקן שירחף מעל כל המדרגות יפסל.​

  • מימדי המתקן בעת הזינוק קטנים מ- 1 מ' (כלומר ניתן לחסום את המתקן בקוביה בעלת אורך צלע 1 מ'). מגבלה זו נקבעה כדי לאפשר גישה בטיחותית למתקן בגרם המדרגות. לאחר הזינוק אין מגבלה על המימדים.

  • משקל המתקן לא יעלה על 15 ק"ג, ללא הקערה והמים.

  • לא ניתן לחבר את המתקן למקור אנרגיה חיצוני.

  • המתקן צריך להיות מעשה ידי המתמודדים, ולא מוצר מדף קנוי. עם זאת, מותר למתמודדים להשתמש בחלקים קנויים.

  •  המתקן חייב להיות בטיחותי, כך שלא יהווה סכנה כלשהי לקהל הנוכחים. לצוות השופטים סמכות לפסול מתקנים לא בטיחותיים.

*ההכרעה הסופית בכל נושא ונושא היא של השופטים. ההחלטות הן סופיות ואינן ניתנות לערעור.

הרשמה

ההרשמה לתחרות פתוחה לסטודנטים פעילים בטכניון, חיילים בצה"ל ותלמידי תיכון, בצוותים של 2 עד 6 מתמודדים. כל חברי הצוות צריכים להשתייך לאחת משלוש הקטגוריות הנ"ל.

לאחר סגירת ההרשמה יתקיים חצי גמר בו ייבחנו המתחרים על פי מידת המוכנות שלהם לגמר. המתחרים יידרשו להציג את המתקן (או תכנונו), להוכיח את בטיחותו והמוכנות למשימה. פרטים נוספים בנוגע לשלב זה יפורסמו בסמוך למועדו.
רק צוותים שיעברו את חצי הגמר ישתתפו בגמר ב-22.05.2019.
 

ההרשמה נסגרה, תודה לכל הנרשמים.

שאלות ותשובות

ש: אין בעיה שהמים יישפכו מהקערה בזמן הירידה ויחזרו לקערה בעת ההגעה לקרקע או לפני?
ת: מהות האתגר היא לשמור את המים בקערה פתוחה לאורך כל הדרך למטה, ולכן אי אפשר להוציא אותם ולהחזיר. רק מים שהתחילו, שהו וסיימו בקערה לאורך כל המשימה יחשבו. כלומר, אי אפשר להחזיר מים שעזבו את הקערה או להוסיף מים שלא היו בה מלכתחילה.

 

ש: אסור מקור כוח חיצוני- אסור שימוש כללי בחשמל, סוללות ומנוע?
ת: כל אלו מותרים, אך אסור להתחבר למקור אנרגיה חיצוני למערכת (למשל גנרטור שיונח בתחתית המדרגות או כבל חשמלי שיוחבר לשקע קרוב). כל מקור אנרגיה שעושים בו שימוש צריך להוות חלק מהמתקן ולרדת גם הוא במדרגות.

 

ש: ריחוף מעל המדרגות – למה הכוונה?
ת: הכוונה היא שאי אפשר להשתמש ברחפן/מצנח/מזל"ט כך שהמתקן ממריא מהמשטח העליון ונוחת במשטח התחתון. יש לבנות מתקן היורד את המדרגות.

 

ש: מותר להניח חפצים בתחתית המדרגות?
ת: אסור להניח חפצים בתחתית המדרגות, כל המערכת תמוקם בהזנקה במישור העליון בלבד.

ש: האם מותר לשחרר את המתקן ממצב בו הוא מונח על המדרגות הראשונות?

ת: לא ניתן להתחיל ישירות על המדרגות. המתקן ימוקם על המישור העליון בלבד.

ש: האם המתקן יכול להישלט מרחוק על ידי שלט בזמן פעולתו?
ת: מותר להשתמש בשלט.

ש: האם ניתן להכניס חומר למים כך שהם כבר לא יהיו נוזל או להקפיא אותם?
ת: יש להשאיר את המים כפי שהתקבלו מהמארגנים לאורך כל התחרות, ללא חומרים נוספים וללא שינוי במצב הצבירה.
 

ש: במידה והמתקן יתנדנד במקומו, האם הזמן ימשיך להספר למרות שהמתקן ירד את כל המדרגות ועצר?

ת: ההגדרה של להפסיק תנועה קיימת כדי שנוכל לדעת על איזה מדרגה המתקן עצר וכמה מים נשארו כשעצרנו את השעון. אין מניעה שהמתקן ימשיך להתנדנד בלי לזוז ממקומו אחרי שסיים את כל המדרגות וכמות המים קבועה כך שנוכל לבצע מדידה.

ש: האם נוכל לראות את גרם המדרגות של הגמר לפני או אולי אפילו לעשות ניסויים עליו? ממה המדרגות עשויות?

ת: אנחנו עושים מאמץ לדאוג שהמדרגות יבנו כמה ימים לפני התחרות על מנת שתוכלו להגיע ולעשות ניסויים אך בשלב זה הנושא נמצא עדיין בבדיקה. במידה והדבר יתאפשר נעדכן את כל המשתתפים על מנת שמי שירצה יוכל להתאמן. מדובר במדרגות שיבנו כחלק מבמה ויהיו עשויות מהחומרים מהן במות עשויות: מתכת ומשטחי דריכה עשויים מפלטות עץ.

ש: האם מותר להכניס משהו לתוך הקערה?

ת: לאורך כל שלבי התחרות אין להכניס דבר לתוך הקערה פרט למים שסופקו על ידי מארגני התחרות.

ש: האם מותר לחורר את שפת הקערה על מנת לאחוז אותה במתקן?

ת: לא מומלץ, אך אפשרי. נדגיש כי חשוב לאפשר ניתוק הקערה מהמתקן בקלות על מנת לאפשר מדידה מדויקת של כמות המים.

ש: בהזנקה, מותר לגעת ולדחוף את המתקן? האם המתקן צריך להיות בשיווי משקל לפני ההזנקה או שאפשר להחזיק אותו עד השחרור?

ת: המתקן לא צריך להיות בשיווי משקל: מותר לגעת בו ולהחזיק אותו עד השחרור, מותר לתת דחיפה קלה להתנעת המתקן ומותר להחזיק אותו בשיפוע תוך כדי הדחיפה. אם הדחיפה נמשכת כאשר המתקן נוגע במדרגות הבאות (מעבר למישור העליון) הן לא יספרו במניין המדרגות. קרי, אם משחררים את האחיזה במתקן כשהוא כבר נוגע בפינה השנייה של המדרגות, מדרגה אחת תוחסר מספירת המדרגות הסופית, וכן הלאה. 
לכן, מומלץ להשתמש באמצעים אחרים על מנת לשחרר את המתקן. נאיר כי קיימים פתרונות לשאלה הזו גם למתקנים ה"גולשים" על המדרגות ללא מנוע.

ש: מה גודל המשטח העליון של המדרגה הראשונה?

ת: המדרגות מתחילות מבמה שעומקה כ-3 מטרים.

ש: האם המתקן צריך לעצור מעצמו? האם מותר לעבור את משטח הנחיתה?

ת: לא, המתקן צריך לעצור באופן עצמאי במשטח הנחיתה שאורכו כ-2 מטר מקצה המדרגה התחתונה. במידה והמתקן לא יעצור במרחק שהוקצה יפגע ציון השופטים על יצירתיות.

בתמונה: מדרגות לדוגמה, נבנו על ידי החברה שתבנה את המדרגות באירוע. תמונה של מאחז היד תצורף בהמשך.

לשאלות נוספות, ניתן לפנות לשיר, רכזת טכנוראש 2019

במייל: technorosh@asat.technion.ac.il