Зачем нужна математика?

То, что математика нам необходима, доказано тысячелетней историей. Иначе в школах и в университетах ее бы не преподавали по нескольку лет. Даже в детских садах детишки познают начала арифметики и геометрии. Но несмотря на очевидность сказанного, часто молодые люди задаются вопросом: зачем им эта нудная наука, которая никогда в жизни не пригодится, поскольку намерены стать, скажем, поэтами, грузчиками или переводчиками с английского?

Я не намерен убеждать в обратном, а просто приведу совсем недавний свой пример. Москвичи, конечно знают, что нынешняя зима оказалась на редкость снежной. Мне пришлось на даче каждый день (а иногда и дважды в день!) очищать стоянку для машин размером 15 на 15 метров. Без этого ворота просто не открыть. Работать обычной широкой лопатой, особенно в моем немолодом возрасте, оказалась довольно сурово. В один из рекордных снегопадов я так выжался, что сказал себе: -Стоп! Надо процесс оптимизировать!

Сел вечером за свой рабочий стол, взял лист А4 и стал рассуждать. Смотрим на рисунок: синий прямоугольник - это план площадки, которую нужно очистить. Обозначена цифрой 1. Пунктирная площадка с номером 3 предназначена для свалки снега. Стал думать математически: какова же моя целевая функция?

На мой взгляд цель задачи - минимизировать усталость организма и сократить время уборки. Отчего я так устаю? Про себя рассуждаю - в основном из-за неудачной конструкции лопаты. Ведь что мне приходилось делать плоской лопатой? Продвигая её вперед, набираю пирамиду снежной субстанции. Далее поднимаю лопату со снегом, несу на площадку 3 и сбрасываю. Причем, чем гора выше, тем сбрасывать становится всё тяжелей. Можно и не делать этого, а катить лопату уже по очищенному пути, но при вибрации половина снега рассыпается. Поэтому приходится все же поднимать, напрягая руки и спину. Про себя помечаю: нужно сходить в строймаркет и найти более подходящий инструмент.

Следующий момент: как сократить время уборки снега? Оно, в первую очередь, зависит от суммарного количества шагов. Как же это количество уменьшить? Стал рассуждать и вычислять суммы всех пройденных расстояний. Оказалось, что минимума можно добиться, если набирать снег в последовательности 4, 5, 6 и так далее формируя условную дугу 7 и этим фронтом идти до победного. Начинать нужно именно со стороны коридора 2. Если же начинать с любой другой точки, общее расстояние оказывается на 5-40% больше. Это показали банальные расчеты на компьютере. Программа простая, заняла у меня не более часа на отладку.

На следующий день в строймаркете осуществил маркетинг лопат. Осмотрел более десятка видов и остановился на ковшовом варианте. Смотрите рисунок. По бокам ковша - бортики, благодаря которым можно набрать снега по объему в 3-4 раза больше, чем в мою допотопную. С обратной стороны ковша были два колесика, но они оказались лишними и я их убрал. Потому что по утоптанному снегу лопата скользит, как по маслу. Самое приятное в том, что красную П-образную ручку опускать поближе к земле не нужно и, значит, нагибать спину не требуется. При транспортировке ни грамма снега не просыпается. Уборка снега превращается в приятную прогулку!

Но и главная неожиданность. Продавец мне посоветовал при сбрасывании снега лопату не поднимать и не подпихивать правой ногой (как это обычно новички делают), а поступить следующим образом. Лопата впереди  и, чуть не доходя до кучи (примерно 2-4 метра), дать разгончик и после резким рывком обеих рук вперед вытолкнуть снег по инерции из ковша. Прекрасное упражнение, достающее удовольствие!

И еще важный момент я упустил отметить. Забирая снег с участков  4, 5, 6 и так далее (находясь спиной к коридору 2), сначала нагруженную лопату тянуть за собой, как санки, затем на разворотном круге 2 сделать поворот на 180 градусов и вести снег, уже с лопатой впереди.

Все нюансы операции настолько облегчили труд, что можно было и по три-четыре раза в день развлекаться без заметной усталости и чрезмерной продолжительности.

А в основе всего - математическая логика и расчеты!


20 марта 2021 г.