Ученический проект «Наподобие Левиафана»

ПРОЕКТ

«Наподобие Левиафана»

Оглавление

Введение        …………………………………………………………………3                                                                                                                                                              

Теоретическая часть     ………………………………………………………5                                                                                                                                  

Плетенная мебель   …………………………………………………………...6

О стуле и табурете     …………………………………………………………7

Причины твердости и мягкости поверхностей ……………………………. 9

Мебель на рабочем месте в школе и дома   ……………………………….. 10

Детская мебель ……………………………………………………………….11

Бескаркасная мебель …………………………………………………………12       

Распределение площади поверхности и веса при различных положениях

 тела человека …………………………………………………………………13                                                                                        

Практическая часть …………………………………………………………..14                                                                                                                               

Заключение  …………………………………………………………………...15                                                                                                                                                                                                                                                                            Литература    …………………………………………………………………..17                                                                                                                                       

Введение

      Современный человек не представляет своей жизни без комфортных условий проживания. За последние годы на рынке появилось множество фирм, изготавливающих мебель. Производители мебели пытаются привлечь внимание к своим моделям и часто мебель оказывается не только неудобна, но и опасна для здоровья человека. Люди большее время стали проводить в сидячем положении и это связано с использованием современной техники. Несомненно, что в будущем человечество продолжит окружать себя всё более усложненными техническими средствами, которые, с одной стороны, облегчают ему условия существования, а с другой – наносят существенный ущерб окружающей среде и его здоровью.

Тема проекта: Наподобие Левиафана

Актуальность исследования: На российском рынке представлены большое количество фирм, изготавливающих мебель из разных материалов и разных конструкций.

      Появляются новые модификации привычных кроватей, стульев, кресел , диванов, у которых меняется форма, материалы и механизмы управления.

Поэтому современному человеку необходимо ориентироваться и подбирать себе мебель, используя не только внешний вид изделия, но и законы физики.

Проблемный вопрос: Как правильно подобрать мебель, чтобы человек чувствовал себя максимально комфортно и не причинял вред здоровью  ?

Цель: Изучить, какие факторы влияют на распределение веса на различных поверхностях?

Задачи:

·        Изучить литературу 

·        Изучить, какие факторы влияют на распределение веса на различных поверхностях.

Гипотеза исследования: Если правильно подбирать мебель, то у человека может повыситься работоспособность, сохранена здоровая осанка.

Теоретическая часть

Почему на простом табурете сидеть жёстко, в то время как на стуле, тоже деревянном, нисколько не жёстко? Почему мягко лежать в верёвочном гамаке, который сплетён из довольно твёрдых шнурков или в плетенной мебели? Почему не жёстко лежать на проволочной сетке, устраиваемой в кроватях взамен пружин матрасов?

Плетенная мебель

Плетеная мебель, которую изготавливают из лозы и ротанга, в наше время пользуется необычайно большим спросом. Ее покупают для кафе, офисов, квартир и загородных домов. Мебель ставят не только в интерьере, но и непосредственно под открытым небом.

Говоря о преимуществах мебели, изготовленной из ротанга и лозы, в первую очередь следует назвать экологическую чистоту. Это значит, что мебель, изготовленная из этих материалов, не причиняет никакого вреда здоровью человека и совершенно безопасна даже для детей.

Вторым преимуществом, пожалуй, можно назвать прочность. Диваны, кресла, стулья и шезлонги способны выдержать людей с абсолютно любой конституцией тела. Именно поэтому мебель из искусственного ротанга становится отличным выбором для большой семьи.

Третье достоинство мебели из ротанга – это долговечность. Она прослужит вам пять, десять, пятнадцать, двадцать лет, а то и более при условии правильного ухода и правильного хранения. Даже спустя десятилетия мебели из искусственного ротанга не потеряет свою привлекательность и изысканность.

Недостатком такой мебели является боязнь прямых солнечных лучей и изменение влажности. Но если такую мебель использовать в закрытых помещениях, то в ней будет комфортно любому члену семьи.

О стуле и табурете

Отличие стула от табурета

На стуле обычно сиденье имеет форму неглубокой впадины, и мы равномерно давим на сиденье, поэтому и сиденье равномерно распределяет ответное давление на нас. У табуретки сиденье плоское, и давление сиденья в некоторых местах сильнее, чем в других, поэтому сиденье кажется в этих местах жёстким. Кроме того, спинка тоже отбирает часть веса.

О стуле

Но не на всех стульях сидеть удобно. Если у него сильно отогнута назад спинка на 4 ногах, без каких-либо регулировок, то на нем сидишь в положении полулежа на спине и практически откинувшись назад. А если сидеть на таком стуле в правильном положении — спина остается без поддержки.

Плохой и неудобный стул имеет свои плюсы

Вам приходиться с него вставать, чтобы отдохнуть от его неудобства — тем самым прерывается процесс накопления массы. Но есть у неудобного стула и значительные недостатки: приходиться выдумывать неудобные позы, сидеть, скорчившись как сгоревшая спичка, что ведет к сколиозу и остеохондрозу.

Позвоночник страдает! А ведь мы подвергаем его этим истязаниям 5 дней в неделю более 4 часов в день!

Хороший удобный стул

Дает возможность забыть о теле и работать разумом действительно эффективно. Конечно, есть минус: развивается малоподвижность, но это легко решается принуждением себя к зарядкам и перерывам. Ведь гораздо приятнее периодически прилагать физические усилия, чем постоянно бороться с неудобством.

Нетрудно догадаться. Сидение простого табурета плоско; наше тело соприкасается с ним лишь по небольшой поверхности, на которой и сосредоточивается вся тяжесть туловища. У стула же сидение вогнутое; соприкасается с телом по большей поверхности; по этой поверхности распределяется вес туловища: на единицу поверхности приходится меньший груз, меньшее давление. Итак, всё дело здесь в более равномерном распределении давления. Но достаточно обить сиденье мягкой тканью и даже на табурете становится сидеть удобно и комфортно. Когда мы нежимся на мягкой постели, в ней образуются углубления, соответствующие неровностям нашего тела. Давление распределяется здесь по нижней поверхности тела довольно равномерно, так что на каждый квадратный сантиметр приходится всего несколько граммов. Неудивительно, что в этих условиях мы чувствуем себя хорошо.

Причины твердости и мягкости поверхностей

Легко выразить это различие и в числах. Поверхность тела взрослого человека составляет около 2 кв.м. или 20 000кв.см. Допустим, что, когда мы лежим в постели, с ней соприкасается, опираясь на неё, приблизительно одна четвёртая всей поверхности нашего тела, т.е. 0,5 кв.м, или 5000 кв.см Вес нашего тела около 60 кг (в среднем), или 60 000г. Значит, на каждый квадратный сантиметр приходится всего 12 г. Когда мы лежим на голых досках, то соприкасаемся с опорной плоскостью лишь в немногих маленьких участках, общей площадью в какую-нибудь сотню квадратных сантиметров. На каждый квадратный сантиметр приводится, следовательно, давление в полкилограмма, а не в десяток граммов. Разница заметная, и мы сразу ощущаем ее на своем теле, говоря, что нам «очень жестко».

Чем более равномерно распределяется давление, тем комфортнее. Обивка мягкого дивана принимает форму неровностей человеческого тела. В итоге на квадратный сантиметр приходится всего несколько граммов давления. Нет ничего странного, что в мягкой постели человеку комфортно.

В настоящее время используются ортопедические матрасы, свойства которого зависят от пружинного блока. Он отвечает за упругость и жесткость матраса и позволяет равномерно распределить вес.

Если пружину первоначально сжать на 20% и поместить в отдельный мешочек, а мешочки между собой соединить, то каждая пружина работает независимо от другой и позволяет правильно и равномерно распределить вес, а мышцам расслабиться.

Правильно созданный пружинный блок не нарушает периодичность сна, позволяет выспаться человеку, чувствовать себя хорошо в течении дня и не нарушает работоспособность.

Мебель на рабочем месте в школе и дома

 

Учебная нагрузка школьника составляет 25-36 часов в неделю. Порядка 5 часов в день только в школе ребенок проводит в сидячем положении. Поэтому классно-урочная система дает ребенку возможность каждые 45 минут изменять положение тела, перемещаясь по школе от кабинета к кабинету. Правильное расположение тела при сидении позволяет человеку равномерно распределить вес, уменьшив нагрузку на отдельные части тела, а особенно позвоночник. В дальнейшем это позволит избежать развитие остеохондроза, плоскостопия, сколиоза и других заболеваний опорно-двигательного аппарата. Учащиеся должны не только правильно сидеть, но и спать.

Детская мебель

              

      При изготовлении детской мебели важен не только дизайн мебели, а правильное расположение тела ребенка с равномерным распределением давления. Скелет ребенка формируется, поэтому во время сидения и сна его мышцы должны быть максимально расслаблены.

Бескаркасная мебель для детей и взрослых

     Хорошей альтернативой удобной и безопасной для ребенка является бескаркасная мебель, которая нашла широкое применение не только среди детей, но и очень популярна у взрослых людей.

     Распределение площади поверхности и веса при различных положениях тела человека

При изготовлении мебели важно учитывать площадь соприкосновения тела, а, следовательно, и распределение веса по поверхности.

          Практическая часть

Проведение опыта и результаты

Для проведения опыта нам понадобятся весы и линейка. Все гениальное просто.

1.Измерим массу тела с помощью весов.

Масса моего тела m=45кг=45000г

2. Определим объем тела по формуле, приняв плотность человеческого тела приблизительно равной плотности воды p=1000кг/куб.м

Объём тела v=m/p=0,045 куб.м=45000 куб.см

3. Определим площадь поверхности тела, приняв его за прямоугольный параллелепипед.

Измерим рост a=165см и наименьшие и наибольшие размеры тела в положении лежа. Определим среднее значение b=25см. Рассчитаем среднюю высоту.

v=abh, h=10 см.

Площадь поверхности тела

S=2ab+2bh+2ah=2*165*30+2*30*10+2*165*10=14800кв.см

S=1,48 кв.м=14800кв.см

На постели  1/4s=3730кв.см

На стуле   1/50s=296кв.см

На каждый квадратный сантиметр на постели приходится  45000:3730=12 г

На каждый квадратный сантиметр на стуле приходится 45000:296=152  г

Если мы лежим на голых досках, то соприкасаемся в немногих малых участках. Разница в массе, а, следовательно, в давлении заметная, и мы сразу ощущаем это на своем теле, говоря, что нам «очень жестко»

Заключение

Таким образом, дело совсем не в мягкости исходного материала. Даже из очень жесткого исходного материала можно соорудить очень удобную постель. Предположим, что некто лег на мягкую глину, которая приняла форму тела этого человека. Затем материал оставили сохнуть. На самом деле, усадка глины в процессе высыхания составляет от пяти до десяти процентов. Давайте будем исходить из идеальных условий, в которых усадка отсутствует. Пройдет некоторое время и глина застынет, став твердой. Если тот же человек ляжет в углубление, оставленное его телом, он будет ощущать себя, как на пуховой перине

Теоретически, если предположить, что «постель» будет выдолблена из камня, с точным учетом неровностей именно этого человека, то такая каменная кровать будет лично для него весьма нежна. Ровно до тех пор, пока он не захочет немного повернуться, изменить положение руки или ноги хотя бы на миллиметр.

Чем больше площадь, на которую опирается человеческое тело, тем мягче кажется ему кровать, поскольку на один квадратный сантиметр площади приходится меньше граммов веса этого человека. Более податливые материалы нежны потому, что с невероятной легкостью принимают нужную форму. А поскольку человек во сне ворочается, меняя положение, то такие материалы будут комфортны даже после того, как он перевернулся с боку на бок. А глиняную «кровать» пришлось бы лепить и просушивать заново. Этим своим свойством мягкие эластичные материалы, легко меняющие форму, обеспечили себе господствующее положение в производстве кроватей, диванов и кресел.

Таким образом, нам удалось установить, что нежная каменная кровать не миф, а несомненный факт, подтвержденный учеными-физиками.

Вы уподобитесь легендарному Левиафана, о котором читаем в стихотворении Ломоносова:

На острых камнях возлегает И твердость оных презирает, Для крепости великих сил, Считая их за мягкий ил.

Но причина нашей нечувствительности к жесткости ложа будет не «крепость великих сил», а распределение веса тела на весьма большую опорную поверхность.

Список используемых источников и литературы:

·        Я. И. Перельман « Занимательная физика»

·        https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwjGhNLI1NzYAhUBVywKHad-CW4QFggmMAA&url=http%3A%2F%2Frvb.ru%2F18vek%2Flomonosov%2F01text%2F01text%2F02ody_d%2F029.htm&usg=AOvVaw2101b94Q62eb73T8ckgwU2

Краткое описание документа:

В данном проекте выясняют причины разного давления тела на поверхность