Исследовательская работа по физике «Вычисление давления, оказываемое телом на стопу при хождении в обуви»

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение «Первомайская средняя общеобразовательная школа» Соль-Илецкого городского округа Оренбургской области

Исследовательская работа по физике

«Вычисление   давления, оказываемое телом на стопу при хождении в обуви»

                                             Выполнил: Тасекешева Рамиля

                                                     ученица 8 класса

                                                   Руководитель:

 Муканова Даметкен Каримовна

учитель физики

Исследовательская работа по физике 

«Вычисление   давления, оказываемое телом на стопу при хождении в обуви»

Актуализация: На уроке физики при изучении темы «Способы увеличения и уменьшения давления» мы выполняли задание по расчету давления, которое производит человек, стоя на одной ноге, двух ногах. Меня это заинтересовало, так как   имеет большое практическое значение в жизни человека. Ношение обуви на каблуках вызывает боли в ногах у моей мамы, а иногда и у меня болят ноги при ношении новой обуви. И я решила изучить эту проблему, то есть исследовать участившиеся случаи деформации стоп, а также возникновения болезненных ощущений в ногах и спине, вследствие ежедневного использования неправильно выбранной обуви.

Гипотеза:    Давление твердых тел зависит от силы давления и от площади поверхности, на которую действует эта сила.  Такое давление оказывает влияние на здоровье человека.

Цель: исследовать зависимость давления от силы давления и площади     поверхности, на которую действует сила давления, и выяснить зависимость давления от высоты каблука обуви, исследовать   случаи деформации стоп.

Использовали:

обувь с разной площадью подошвы и формой каблука

фотоаппарат.

Задачи:

 1.Расширить знания по теме давления.

2.Показать зависимость давления от силы давления и площади поверхности, на которую действует сила давления.

3. Выяснить, как высота каблука влияет на наше здоровье.

4.Профилактика и лечение деформации стоп, плоскостопии.

1.Давление — это физическая величина, равная отношению силы давления, приложенной к данной поверхности к площади этой поверхности.

P = F/S, где: P — давление; F — сила давления; S — площадь

P = (mg)/S, F = PS

Давление же измеряется в паскалях. Паскаль (1 Па) – это такое давление, которое производит сила давления в 1 Н, будучи приложенной к поверхности площадью 1 м²: 1 Па=1 Н/м².

     Давление, производимое на пол мальчиком массой 45 кг при площади опоры ботинок 300 см² составляет примерно 15кПа. (задача из учебника физики-7 кл.). Это давление при ходьбе увеличивается более чем в два раза.  Девочка с такой же массой и   меньшим размером обуви производит давление больше. А если девочка «встанет на шпильки»?

2. Я вычислила давления, которое оказывают девочки на ступню при использовании высоких каблуков. При хождении в обуви такой модели происходит смещение центра тяжести с повышением давления на пальцы стопы. Чем меньше площадь, тем больше давление, которое оказывает на него тело. На уроке физики для нахождения площади, на которую оказываем давление, мы на листочках в клеточку проецировали след обуви и произвели расчет.

Аналогично вычисляется давление обуви на каблуках:

-Если взять обувь с широким каблуком и   с высотой 2 см, то она  производит давление равное примерно58 000 Па

-Если взять обувь с толстым каблуком и с высотой 10 см, то она производит давление равное примерно  72000 Па

Если взять туфли на шпильке   и высотой 10 см, то они  производят давление  95000 Па

по расчетам Ученые подсчитали, что при ходьбе     давление на ноги  увеличивается более чем в два раза.

Из этого следует, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору. А также, что давление, оказываемое на стопу в обуви на высокой шпильке высотой 10 см, сравнимо с давлением, которое производил бы на почву гусеничный трактор(47 кПа).

 От чужих каблуков,  поэтому необходимо беречь свои ноги.

3.Влияние обуви на опорно-двигательный аппарат.     Каждое заболевание имеет свои ранние симптомы, способные насторожить человека. Главный признак всех болезней это боль. Где и когда бы она ни возникала каждый человек должен насторожиться, что это тревожный сигнал. Боль в ногах и спине проявляется при плоскостопии, это деформируется  стопа. Специалисты утверждают, что деформация стопы проявляется в основном из-за неправильно подобранной обуви. Одной из форм деформации является плоскостопие, причины которого во многих случаях кроются в избыточной нагрузке на ноги. Плоскостопие бывает врожденным (это редкость, около 3% случаев). И приобретенным (функциональным) – ему покорны все возрасты. Проблема встречается чаще у женщин, чем и у мужчин, так как   они не носят вредную обувь (на высокой шпильке уж точно только самые дерзкие) и физически более активны. А также и такая же причина, как резкий переход от каблука к плоской подошве.

Каблуки – главная причина возникновения у женщин плоскостопия.

Если часто носить  каблуки, то происходит смещение ближе косточки к оси тела центра тяжести и это приводит к усилению нагрузки на передний отдел стопы и происходит подворачивание стопы внутрь. Отсюда следует, что чем меньше каблук, тем лучше.

При развитии плоскостопия снижается важнейшая функция стоп - смягчение ударных нагрузок при быстрой ходьбе, беге, прыжках. Впоследствии появляются трудности с долгим стоянием в одной позе, а также нарушается плавность походки. Каблук и его высота влияют на распределение нагрузки на различные отделы стопы, её положение, в том числе и на высоту свода. А если вообще не носить каблуки (т.е пользоваться кедами, макасинами т.д) нагрузка на свод  также увеличивается. При небольшом каблуке (2-3 см.) свод, наоборот, разгружается за счет перераспределения нагрузки с увеличением ее на передний отдел стопы. Поэтому для повседневного использования обуви каблук не должен быть высоким, поскольку в таком случае нагрузка на передний отдел стопы будет чрезмерной, что приведет к снижению поперечного свода стопы и формированию поперечного плоскостопия. Кроме каблучка у обуви может также быть небольшая платформа с удобной колодкой.

Полностью от каблуков отказываться  тоже нельзя, даже при диагнозе плоскостопии. Если  высота у вашей обуви отсутствует , так как многие любят носить мокасины, балетки, кеды , то у вас также повышаются шансы к развитию плоскостопия и уже скоро  можно к врачу- ортопеду попасть.

Мы получаем какое-то  противоречие. Обувь  на высоких каблуках носить нельзя,  на плоской подошве тоже.  Чтобы правильно подобрать себе обувь: Ученные нашли выход, чтобы определить идеальный размер каблуков для себя. Для этого нужно разделить размер своей стопы на 7. Например, если мой размер обуви 37, то  37 : 7 = 5 см, следовательно для меня рекомендуемая высота каблука составляет 5 см. Значит можно и нужно носить обувь на каблуке.

4. Диагностика, профилактика:

 4.1 Существует способ выявление плоскостопия подростков с помощью метода получения плантограмм по методике В.А. Яралова-Яраленца.

Перед проведением исследования я получила согласия одноклассников  и получила отпечатки стопы с помощью  по методике В.А. Яралова-Яраленца.

Плантонография – один из самых информативных, популярных и доступных методов диагностики ранних стадий плоскостопия. Плантография – это методика получения отпечатков человеческих стоп в позе естественного прямостояния на специальном приборе – плантографе с последующим анализом, расшифровкой и диагнозом, а также с соответствующие рекомендации по преодолению выявленных нарушений.

В домашних условиях без плантографа можно также произвести диагностику, так я и провела. Получила отпечатки стоп с помощью жира и внимательно изучила их.

Обработка плантограмм   удобна для домашних условий. Для этого необходимо отметить на отпечатке стопы три точки:

1. середину основания большого пальца;
2. центр пятки;
3. середину межпальцевого промежутка второго и третьего пальцев.

Затем необходимо соединить первую точку со второй, а вторую с третьей. Если обе линии в средней части «не утопают» в отпечатке стопы, то перед нами норма; если первая линия остается за отпечатком, вторая «утопает» в нем – стопа уплощена; если обе линии «утонули» в полученном отпечатке – отмечается плоскостопие.

Опыт №2. Я провела исследование по методике В.А. Яралова-Яраленца.  В них принимали участие 6 девочек. Результаты исследования отражены  в таблице:

Количество испытуемых	Нормальная стопа	Уплощенная стопа	Плоская стопа
6	3	2	1

4.2.Опрос учащихся МОБУ «Первомайская СОШ»:

-Есть ли правильная и неправильная обувь? (приняли в опросе участие -33, да ответили-16 чел., нет—15, незнаю-2 чел.)

-Обувь на высоких каблуках вредна для здоровья? (приняли участие18 чел, да, ответили-13 чел, нет-5 чел.)

-Обувь на плоскойподошве вредна для здоровья? ( приняли участие 18 чел,  да ответили 16 чел,  нет-12 чел)

4.3. Профилактика детского плоскостопия:

-.Ношение правильной обуви. Обувь ребенка должна быть комфортной, лёгкой, ортопедической.

-.Ходьба по неровной поверхности.

-.Лечебно-профилактическая гимнастика.

Лечебно-профилактическая гимнастика. Есть предпосылки к развитию плоскостопия – выполняй элементарные профилактические упражнения: при удобном случае ходи по песку или гальке босиком, катай голыми ступнями бутылку или скалку (а лучше – специальный массажер ), поднимай стопами мячик из положения сидя, а пальцами ног – карандаши, клочки бумаги, любые мелкие предметы.

-  Закаливание.

- Массаж стоп.

5. Заключение.

 В результате моего исследования я определила   давление, оказываемое телом на стопу при хождении в обуви на каблуках и выявила влияние неправильно подобранной   обуви на организм человека.  Эти исследования и наблюдения   привели   меня к выводу:

-Нужно носить обувь «правильно» подобранной высоты каблук (расчет по формуле) и   каблук должен быть устойчивым.

 -Время     нахождения в обуви на высоком каблуке, плоской подошве– не более двух часов.

- При ношении туфель на высоких каблуках нужно использовать   силиконовые стельки, которые позволят ступне в носовую часть не соскальзывать, поэтому не увеличивается на пальцы нагрузку.

 Используя обувь для повседневной носки на недопустимом нормой каблуке, нельзя отказываясь полностью от любимых балеток и обуви на высоких каблуках Учитывая норму пребывания в таких моделях можно сохранить здоровье наших ног, а значит и организма в целом.

6.Список литературы

1.Большая книга экспериментов для школьников. – М.: Росмэн, 2009. – 264 с.

2. Википедия: https://ru.wikipedia.org/wiki/Давление.

3.Иллюстрированная энциклопедия. М.: Издательство: Эксмо-Пресс, 2008

4. Лихачева Л. Б., Соловей А. В. Энциклопедия заблуждений. Мода. М.: Издательство Эксмо, 2007

5. Перышкин А.В. Физика: 7 класс: учебник для общеобразовательных учреждений / А.В. Перышкин. - 16-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2013. – 192 с.: ил.

6.Плантограммы по методике В.А. Яралова-Яраленца 

7.Большая книга эксперимента для школьников [Текст] – М,: Росмен, 2001

8.Енохович А. С. Справочник по физике и технике [Текст], М.:Просвещение, 1983.Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б. Сотский А.А. Физика 10 класс. Учебник для ОУ.[Текст]- М «Просвещение»,2009г.

9.phys.bspu.unibel.by [Электронный ресурс]

.termeh-sorokin.on.ufanet.ru/statika/pril.2.h [Электронный ресурс]

10.helpfizika.ru/mexanika-formuly-po-fizike-2/[Электронный ресурс]