מאיה:
"תגיד, אמיר, חשבת פעם כמה מים בני ישראל היו צריכים לסחוב במדבר? זה לא רק 40 שנה של הליכה – זה גם 40 שנה של לגרור איתך בקבוקי ליטר וחצי."
אמיר:
"וואי, נכון! ואני מתלונן כשאני צריך לסחוב שלושה ליטר בטיול של יומיים. האמת, אני ואבא שלי מתכננים לעשות חלק משביל ישראל בפסח, וזה ממש מסבך את התכנון – כמה מים לקחת, איפה להטמין אותם…"
מאיה:
"אז תאר לך שאתה צריך לדאוג לאספקת מים לארבעים שנה. אולי הם היו צריכים איזה קונספט של ‘קפיטריה במדבר’ – עם תחנות רענון כל כמה קילומטרים."
אמיר:
"אני מנסה לדמיין את משה עם שלט ‘אייס קפה – נא לא לעמוד על הסלע’. נראה לי שזה היה נגמר בעוד 40 שנה עונש."
מאיה:
"בכל מקרה, זה הזכיר לי חידה. נניח שהם לא קיבלו מים בדרך נס, והם היו צריכים לסחוב הכל בעצמם… בוא נגיד שנשאר להם 150 ק"מ אחרונים עד הארץ המובטחת, ויש להם 450 נאדי מים…"
אמיר:
"מאיה! ממתי את משתמשת במילים כאלה?!"
מאיה:
"נאד מים, אמיר. זה כמו שק כזה לנשיאת מים, לפני שהמציאו את הבקבוקים. בכל מקרה, יש להם 450 כאלה, אבל הם יכולים לסחוב רק 150 נאדי מים בכל רגע נתון. והכי חשוב – בכל ק"מ הם עוצרים ושותים נאד מים אחד. השאלה היא, כמה מים הם יכולים להביא איתם לקו הסיום?"
אמיר:
"קל! הם עושים שלושה סיבובים, ובסוף מביאים את כל ה-450!"
מאיה:
"ממש לא! כל סיבוב כזה אומר עוד ק"מ של הלוך-חזור, וכל צעד כזה שותה לך מים. תחשב שוב."
אמיר:
"רגע… אז זה בעצם כמו משחק הישרדות. הם צריכים להשאיר מים בדרך ולדאוג שתמיד יהיה להם מספיק להמשיך."
מאיה:
"בדיוק. זה קצת כמו האסטרטגיה של הטמנת מים עבור שביליסטים בשביל ישראל - אולי אפילו תפגוש כאלה עכשיו בטיול שלך. הם לא יכולים לסחוב הכול איתם כל הזמן, אז הם משאירים נקודות אספקה חכמות."
אמיר:
"אז השאלה היא – איך לחלק את זה הכי טוב? ובעצם בחידה שלך בני ישראל גם צריכים לסחוב את כל המים להטמנה בעצמם... זה מאתגר ומעלה תהיות. כמה שיותר תחנות אומר יותר מים בסוף, אבל גם יותר הלוך-חזור. פחות תחנות אומר פחות נסיגות, אבל אז אולי המים לא יגיעו מספיק רחוק. ואיפה ממקמים את התחנות גם משפיע כמובן."
מאיה:
"עכשיו אתה חושב נכון! וכרגיל - הכל שאלה של איזונים. עכשיו נראה לי ששווה לך לשאול את עצמך - 'אז אהע מתכוון לפתור את זה?' "
אמיר:
"אה, לדבר עם עצמי! זה נחמד... אני מניח שאני צריך כאן קצת ניסוי וטעייה, אבל אולי כדאי לי להתחיל עם חישוב של העלות האמיתית של סחיבת מים לאורך קילומטר, וכמובן איפה כדאי להשאיר מים כדי להקטין את ההפסדים."
מאיה:
"יפה! אבל רגע, איך תדע שהתשובה שמצאת היא באמת הכי טובה?"
אמיר:
"ברור – אם אני אגיע אליה, אז היא הכי טובה."
מאיה:
"נראה לי שאני אוכיח לך אחרת. קדימה, שולפים נייר ועיפרון!"
________________
מוזמנות ומוזמנים לפתור את החידמטיקה בתמונה המצורפת.
כל הכבוד לכל מי שהשקיעו בפתרון ובנימוק ושלחו אלינו את תשובותיהם!
אורי, תלמיד התוכנית בקבוצת ז' בהוד השרון, ערך כמה ניסיונות ובסופם שלח לנו הסבר פיתרון - 'קצר ולעניין':
"בהתחלה חישבתי כמה נשאר עם כמה ניסיונות כדי לראות שאני מבין את החידה. אחר כך ראיתי שלכל קילומטר שהם עוברים בהתחלה מתבזבזים 5 נאדים כי צריך 3 נגלות להעביר 450 נאדים. לעומת זאת כשנשארים 300 ופחות צריך רק 2 נגלות ואז מתבזבזים 3 נאדים ובסוף כשיש פחות מ-150 נאדים פשוט מתבזבז נאד אחד על כל קילומטר. אז בהתחלה מתקדמים 150 לחלק ל5 שזה 30 קילומטר אחר כך עוד 150 לחלק ל3 שזה 50 והם עברו 80 קמ ונשאר להם 150 בקבוקים. שתו עוד 70 נאדים עד הארץ המובטחת ולכן נשאר 80"
_________________________
דביר, תלמיד התוכנית בקבוצת ו׳ בירושלים, פתח בפירוק החידה לשאלות קטנות שניתן לבדוק ושמענה נכון עליהן יובל לפתרון - ואכן כך קרה והוא הצליח להגיע אל התשובה:
"יש כמה שאלות לשאול בחידה הזאתי:
1. האם כדאי בסיבובים גדולים להעביר מים או בקטנים?
2. כמה אתה מפסיד כל ק"מ?
3. כמה מים אתה מפסיד בכל המסלול?
התשובה לשלב הראשון היא בסיבובים קטנים כי אם למשל אתה מנסה לדחוף מים לרחוק, נגיד ישר ל-50 ק"מ, אתה מפסיד הרבה מים (250 נאדים).
אבל אם אתה עובר ק"מ אחד אתה מפסיד הרבה פחות בכל סיבוב, אחרי 50 ק"מ אתה מפסיד רק 210 נאדים.
עכשיו לשלב השני. בהתחלה כל ק"מ שותה לנו 5 נאדי מים כי פעמיים הלוך חזור ופעם אחת רק הלוך עד 300 נאדי מים.
משם אתה שותה 3 נאדי מים כל ק״מ כי אתה עושה רק 3 צעדים כי יש רק 300 ומטה ו-150+150=300.
ככה עד 150 נאדי מים ואז כל סיבוב לוקח 1.
בסוף יש לנו 80 נאדי מים בקו הסיום."
________________________
אלמוג, תלמיד התוכנית בקבוצת ו' בראש העין, פירט יותר על דרך החשיבה שלו. הוא ניסה לחשוב בכיוון מסוים, אבל אחרי שהתייעץ - החליט לבדוק כיוון חשיבה אחר, וכך מצא את הפתרון המוסבר בפירוט:
"בהתחלה ניסיתי להביא הכי הרבה נאדים הכי רחוק שאני יכול, אבל אבא הסביר לי שעדיף לי לחשוב קודם על מרחקים קצרים כדי לייעל את זה יותר.
חשבתי איך להביא הכי הרבה נאדים למרחק של ק״מ אחד. ראיתי שצריך ללכת חמישה ק״מ סך הכל (קדימה, אחורה, קדימה, אחורה וקדימה) כדי להביא את כל הנאדים ולשתות חמישה. סוחבים תמיד הכי הרבה נאדים קדימה, חוזרים ושוב מביאים הכי הרבה נאדים וכך הלאה. אז הבנתי שכל עוד יש לי יותר מ-300 נאדים, אני אצטרך לעשות את אותם 5 ק״מ עבור כל ק״מ של התקדמות.
אז אפשר לחשב את ההתקדמות של השלב הראשון:
150/5=30
בשלב השני אני צריך לחזור רק פעם אחת בשביל להביא את השארית, אז בעצם אני אצטרך ללכת 3 ק״מ עבור כל ק״מ של התקדמות.
אז נחשב את ההתקדמות בשלב 2 עד שנשתה עוד 150 נאדים:
150/3=50
בסוף נשאר לנו ללכת את המרחק שנותר עם 150 הנאדים שהבאנו.
הספקנו ללכת 80 ק״מ אז נשאר לנו ללכת עוד 70. אחרי שנלך את 70 הק״מ האחרונים, ישארו לנו 80 נאדים בארץ המובטחת."
_________________________
שי-לי, תלמידת התוכנית בקבוצת ז׳ בתל אביב, מצאה את 'עלות' קידום המים בק"מ לפי מקטעים שונים. על פיה העלות תיכננה את המסע שלה והגיעה אל הארץ המובטחת וגם אל התשובה. את הפתרון שלה היא מסבירה בבהירות ולעומק:
"נניח שהיינו רוצים להעביר את כל המים ק״מ אחד אז היינו יכולים להעביר 150 נאדים, לחזור בחזרה את הק״מ להעביר עוד 150 נאדים ואז לחזור ולהעביר עוד 150. בעצם כדי להעביר את ה-150 שלוש פעמים עשינו חמישה ק״מ של הליכה, שזה ללכת לחזור ללכת לחזור וללכת עוד פעם אחת. זאת אומרת שבזבזנו חמישה ליטר מים בשביל לעבור ק״מ אחד.
אם היינו בודקים למרחק גדול יותר זה לא היה משנה. בסופו של דבר כדי להעביר כמות מים של 450 אנחנו צריכים לעשות 3 מסעות. זאת אומרת חוזרים פעמיים אחורה.
אם רוצים להביא רק 300 נאדים של מים אז היינו צריכים לחזור רק פעם אחת, כלומר רק 3 ק״מ על כל ק״מ התקדמות. אם רוצים להעביר רק 150 אז לא צריך לחזור אחורה בכלל ועל כל ק״מ התקדמות משלמים ק״מ אחד בלבד.
אז נתחיל בלהעביר את כל ה-450 ליטר. כדי לרדת ל-300 אנחנו מבזבזים 150 נאדים. כמו שראינו מקודם בגלל שלכל ק״מ קדימה אנחנו מבזבזים 5 ק״מ אז בעצם זה אומר שב-150 נאדים התקדמנו רק 30 ק״מ.
עכשיו שיש לנו 300 נאדים אנחנו נראה כמה צריך להתקדם ל-150. בגלל שעכשיו זה 3 ק״מ על כל ק״מ אחד אז בעצם את ה-150 אנחנו מחלקים ב-3. זאת אומרת התקדמנו עוד 50 ק״מ. סה״כ 80 ק״מ.
ועכשיו נשאר לנו 150 נאדים וצריך להתקדם עד הסוף עוד 70 ק״מ, זאת אומרת שנשאר לנו בסוף 80 נאדים של מים."
_________________________
מעיין, תלמידת התוכנית בקבוצת ו׳ באשדוד, התחילה בפעולה אחת – להעביר את כל המים ק״מ אחד בלבד. אחרי שפיצחה את העניין, עברה לחשוב יותר בגדול, המשיכה עם השיטה שלה לאורך כל המסלול - והגיעה לסופו עם כמות מים מקסימלית:
"תחילה נעביר את המים למרחק של ק״מ אחד. ניקח 150 נאדים, נעבור ק״מ אחד, נשאיר שם 148 נאדים ונחזור עם אפס. כך נעשה שוב עם 150 נאדים, ונשאיר 148, ואז ניקח את ה150 הנותרים. ובגלל שכבר לא נצטרך לחזור, בנקודת הק״מ יהיו 148+148+149=445. כלומר איבדנו בק״מ 5 נאדים של מים.
נחזור על אותה פעולה 30 פעם, מכיוון ש-150 לחלק ב-5 שווה 30.
כעת אנחנו בנקודת 30 ק״מ מתחילת המסלול, עם 300 נאדי מים.
מכאן לא צריך לחזור פעמיים אחורה אלא רק פעם אחת, ולכן כל ק״מ "יעלה" עכשיו 3 נאדי מים (מכיוון שפעם אחת הולכים וחוזרים זה 2 ליטר שמאבדים ועוד פעם אחת שהולכים קדימה ולא חוזרים זה עוד נאד אחד).
בצורה כזאת ניתן להתקדם 50 קילומטר, מכיוון ש-150 לחלק ב-3 שווה 50.
כעת אנחנו נמצאים בנקודת 80 קילומטר עם 150 נאדי מים.
מכאן לא נחזור יותר אחורה, אלא נעבור את 70 הק״מ הנותרים עם כל 150 הנאדים עלינו, 150-70=80
ונישאר בסוף המסלול עם 80 נאדי מים."