💡 הידעת??
איך הגדירו מהו 'מטר אחד' לפני שהומצא הסרגל?
השבוע לפני 21 שנה, ב- 20 בינואר 2005 , אירלנד השלימה רשמית את המעבר לשיטה המטרית.
באותו לילה הוחלפו בכל רחבי המדינה כל תמרורי המהירות - ממיילים לקילומטרים לשעה.
כך סיימה אירלנד מסע ארוך של התאמה לעולם שמודד הכול באותה שפה עשרונית של יחידות.
אבל מאיפה בכלל הגיעה השפה הזו של 'מטרים' ו'קילומטרים'?
כדי למצוא את התשובה, צריך לחזור יותר ממאתיים שנה אחורה - לצרפת של המהפכה.
המדענים הצרפתים ביקשו ליצור יחידת אורך אוניברסלית, שלא תהיה תלויה במלך או במסורת אלא בטבע עצמו.
הפתרון היה גיאומטרי לגמרי:
המטר הוגדר כאחד מתוך עשרה מיליון מהמרחק שבין הקוטב הצפוני לקו המשווה, לאורך הקו שעובר בפריז.
שני מדענים, ז’אן־בפטיסט דלאמבר ופייר משן, יצאו למסע מדעי שנמשך כשבע שנים (1792-1799).
הם השתמשו בשיטה שנקראת טריאנגולציה - מדידת זוויות לבד ליצירת רשת ענקית של משולשים שחיברה פסגות הרים ומגדלי כנסיות.
בעזרת טריגונומטריה הצליחו לקבוע את אורך קשת המרידיאן, ומתוכו נולד המטר - יחידת האורך האוניברסלית הראשונה בעולם.
כך נולדה השיטה המטרית – המצאה גאונית שבה המתמטיקה לא רק מתארת את העולם, אלא ממש קובעת לו קנה מידה.
נדגיש שבמדידות ההיסטוריות היו שגיאות, אך מאז שוכללה ההגדרה שוב ושוב, והיום 'מטר אחד' נקבע בדיוק מושלם לפי מהירות האור.
אחרי שדלמבר ומשן חזרו מהמסע המפרך שלהם עם המדידות המדויקות, הגיע הזמן לחגוג את הולדת המטר! אבל מתברר שגם במטבח של הנשף החגיגי בפריז, הדיוק המתמטי הוא שם המשחק.
הקונדיטור של הוועדה מצא את עצמו מול אתגר של איזונים: איך מחלקים תקציב ומנות בצורה שתתאים בדיוק למספר האורחים? המדענים השתמשו במשולשים כדי למדוד את העולם, אתם תצטרכו להשתמש בלוגיקה ובמספרים כדי לפתור את התעלומה המתוקה של הנשף.
מוזמנות ומוזמנים לפתור את החידמטיקה בתמונה המצורפת.
אמבר ברזילי, תלמידת שכבה ז' בחיפה, בחרה באסטרטגיה של "השלמת פערים". היא התחילה מהאפשרות הזולה ביותר והבינה שכל קינוח יקר שהיא מוסיפה חייב "לכסות" בדיוק את החוסר בתקציב:
"נתחיל מהרעיון הכי פשוט. המקרון הוא הקינוח הזול ביותר, ולכן אם הקונדיטור רוצה להכין 100 קינוחים ולהגיע בדיוק ל־100 מטבעות, ברור שרוב הקינוחים יהיו מקרונים, ואת הקינוחים היקרים נוסיף רק כדי להשלים את הכסף.
אם כל 100 הקינוחים היו מקרונים, כל מקרון עולה חצי מטבע, ולכן 100 מקרונים היו עולים רק 50 מטבעות. אבל לקונדיטור יש 100 מטבעות, כלומר חסרים לנו עוד 50 מטבעות שצריך “להוסיף” בעזרת קינוחים יקרים יותר.
עכשיו נבדוק כמה כסף מוסיף כל קינוח יקר במקום מקרון. סופלה עולה 10 מטבעות, אבל הוא מחליף מקרון שהיה עולה חצי מטבע, לכן כל סופלה מוסיף 9.5 מטבעות. קרואסון עולה 3 מטבעות, ובמקום מקרון הוא מוסיף 2.5 מטבעות.
כדי להשלים את החסר של 50 מטבעות, ננסה להשתמש בסופלה. חמישה סופלה מוסיפים 5 כפול 9.5, כלומר 47.5 מטבעות. עדיין חסרים 2.5 מטבעות, ואת זה בדיוק מוסיף קרואסון אחד. כך הגענו בדיוק לתוספת של 50 מטבעות, וגם יש לפחות קינוח אחד מכל סוג.
עכשיו נספור כמה קינוחים אינם מקרונים: חמישה סופלה וקרואסון אחד הם שישה קינוחים. מתוך 100 קינוחים בסך הכול, נשארו 94 קינוחים, והם חייבים להיות מקרונים.
לכן הקונדיטור הכין 94 מקרוני פיסטוק".
_________________________
רון צ'רניאק, תלמיד שכבה ו' בגבעתיים, זיהה מיד שמספר המקרונים חייב להיות זוגי כדי שלא ניתקע עם חצאי מטבעות. הוא חיפש את הצירוף הקרוב ביותר ל-100 והשתמש במניפולציה מספרית כדי למצוא את האיזון המושלם:
"התחלתי בלקחת סופלה אחד קרואסון אחד וכל השאר מקרונים מהר מאוד הבנתי שזה לא הגיוני בגלל שזה יותר ממאה חישבתי עוד כמה וכמה פעמים הגעתי לזה שהמקסימום של כמות המקרונים הוא 98 (מארבעים ותשע מטבעות) זאת אומרת שצריך להגיע ל-51 משלוש ועשר (כל מספר פעם אחת) שזה לא הגיוני אז חשבתי מה הכי קרוב ל-51 שאני יכול ליצור מעשר ושלוש (אפשר להשתמש כמה פעמים בכל מספר) הגעתי ל-53 חמש פעמים עשר ופעם אחד שלוש (שש קינוחים) ואז נשאר לי בדיוק 47, 47 כפול שתיים שווה 94,94 פלוס שש שווה מאה".
_________________________
נילי קונסטנטין, תלמידת שכבה ו' בפתח תקווה, הציגה פתרון אלגנטי במיוחד. היא השתמשה ב"טריק הנקודות" - הכפלת המערכת כדי להיפטר מהשברים ולהפוך את החידה למשחק של קפיצות במספרים שלמים:
"כדי לפתור את החידה, הבנתי שיש לי שני תנאים שחייבים לקרות בו זמנית: 100 קינוחים בסך הכל, ועלות כוללת של בדיוק 100 מטבעות. ידעתי שהמקרונים הם הכי זולים (חצי מטבע), אז כדי למקסם את מספר המקרונים, הקונדיטור ירצה להתחיל עם המון מקרונים ולהחליף כמה שפחות מהם.
עשיתי טריק מחשבתי: דמיינתי שכל 100 האורחים מקבלים מקרון. במקרה כזה היינו משלמים רק 50 מטבעות ונשארים עם עודף של 50 מטבעות. עכשיו המטרה היא "לבזבז" בדיוק את העודף הזה על ידי החלפת חלק מהמקרונים בסופלה (10 מטבעות) ובקרואסונים (3 מטבעות), בלי לשנות את מספר הקינוחים הכולל.
בדקתי כמה מוסיפה כל החלפה לעלות: אם אני מוציאה מקרון אחד ומכניסה סופלה, אני מוסיפה לעלות 9.5 מטבעות (10 - 0.5). אם אני מוציאה מקרון אחד ומכניסה קרואסון, אני מוסיפה לעלות 2.5 מטבעות (3 - 0.5). כדי שיהיה נוח בלי חצאים הכפלתי הכל ב-2: אני צריכה להגיע לתוספת של בדיוק 100 נקודות (כי העודף 50 כפול 2). עכשיו כל סופלה מוסיף 19 נקודות וכל קרואסון מוסיף 5 נקודות.
כדי להשאיר כמה שיותר מקרונים, אני חייבת לעשות כמה שפחות החלפות, ולכן אני רוצה כמה שיותר קפיצות גדולות של 19. אבל 19 פעמים 6 זה כבר 114, שזה גדול מ-100, אז המקסימום הוא 5 סופלה: 19 פעמים 5 שווה 95. נשארו לי בדיוק עוד 5 נקודות להשלים ל-100, וזה בדיוק קרואסון אחד. זה אומר שהחלפתי בסך הכל 6 מקרונים (5 בסופלה ו-1 בקרואסון), ולכן נשארו 100 - 6 = 94 מקרוני פיסטוק".
_________________________