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12.9.21

Prince Rupert's Cube

Dieser Würfel wurde benannt nach Ruprecht von der Pfalz (1619-1682), dem späteren Duke of Cumberland.

Es handelt sich um ein scheinbar unmögliches Objekt, und die Aufgabe als Geduldspiel besteht darin, die Funktion des scheinbar Unmöglichen zu erklären.

Wenn man ein rundes Loch durch eine Kugel bohrt, muss der Durchmesser des Loches kleiner sein als der Durchmesser der Kugel, sonst bleibt von der Kugel nichts übrig. Diese Fragestellung soll auf Würfel mit einem quadratischen Loch übertragen werden. Und von Ruprecht von der Pfalz stammt die Behauptung, dass man durch einen Würfel ein quadratisches Loch mit der Seitenlänge des Würfels legen kann, so dass man einen Würfel genauso groß wie der Ausgangswürfel hindurch stecken kann.

Dies ist tatsächlich möglich: Man kann nach dem größten Quadrat suchen, welches sich vollständig im Inneren des Würfels befindet und dann das Loch senkrecht zu diesem Quadrat legen. Da das Quadrat (in seiner Ebene) vollständig von dem Würfel umschlossen ist, fällt der Würfel durch das Loch auch nicht auseinander. Berechnungen ergeben, dass das innere Quadrat eine Seitenlänge von weniger als 3√2/4 ≈ 1.06 haben muss. Damit ist genug Platz für ein quadratisches Loch mit Seitenlänge 1, so dass tatsächlich ein gleich großer Würfel durch den Ausgangswürfel gesteckt werden kann.

Es bleibt sogar genug Platz, eine relativ stabile Variante mittels 3D-Druck herzustellen. Die Abbildungen zeigen die einzelnen Schritte: 

1. Ausgangspunkt: Zwei gleichgroße Würfel.


2. Der schwarze Würfel enthält ein herausnehmbares Teil, als Ergebnis hat der schwarze Würfel ein quadratisches Loch, zerfällt aber nicht in weitere Teile.

3. Der graue Würfel lässt sich problemlos durch das Loch im schwarzen Würfel schieben.

Shopping: Nicht lieferbar.

3D-Druck: STL-File auf Thingiverse, frei für die nicht-kommerzielle Nutzung (CC-BY).