Обувь - физика здоровья

1. «Обувь-физика здоровья»

Исследовательский проект по
физике на тему:
«Обувь-физика здоровья»
Выполнил:
Ученик 9 класса «А»
Марин Антон Николаевич
Руководитель: Торбина Татьяна
Федоровна,
учитель физики высшей
квалификационной категории

2. Введение

Физика + Человек = Здоровье
Цель работы: изучить действие
опорно-двигательного
аппарата
человека,
показать
связь
физики,
биологии и медицины, а также вывести
рекомендации практического характера
по сохранению здоровья ног.

3. Задачи работы:

Познакомиться с историей обуви.
Изучить работу опорно-двигательного
аппарата человека.
Выявить, с какими физическими
явлениями связана работа опорнодвигательного аппарата человека.
Выявить, как влияет обувь на опорнодвигательный аппарат человека.
Выяснить медицинские требования к
обуви.

4. Методы исследования:

Изучение литературных и
электронных источников
информации.
Систематизация и обобщение
найденного материала.
Проведение исследований
отдельных физических воздействий
на
опорно-двигательный аппарат
человека.

5. 1. История обуви

Версии возникновения обуви:
климатическая
моральная
социальная
Конструктивные типы
обуви:
сандалии, сабо;
туфли (поршни,
лапти);
ботинки и
полуботинки;
сапоги и
полусапоги (включая
валенки).

6. 2. Физика ходьбы

§1. Как мы ходим
Биомеханика – наука о механических движениях материальных тел,
применительно к живым организмам.
Ходьба человека – цикл биомеханических событий, в котором участву
мышцы и кости скелета, работающие как рычаги
Параметры, характеризующие ходьбу:
•Линия перемещения центра масс тела,
•длина шага,
•длина двойного шага,
•угол разворота стопы,
•база опоры,
•скорость перемещения,
•ритмичность.

7.

8.

§2. Действие законов физики
при ходьбе
•Сила
гравитации
•Сила трения
•Сила физического сопротивлению движения

9. Сила трения

Сила трения зависит от массы
предмета и качества двух
соприкасающихся поверхностей.

10.

Практическая работа №1
«Определение коэффициента силы трения скольжения обуви»

11.

Практическая работа №1
«Определение коэффициента силы трения 
скольжения обуви»
 
 
 
 
Ковер
 
№
Наименование
Масса, кг
Вес, Н
F тр.,Н
Коэф. Трения
1
Сапог
0,753313
7,39
6,64
0,898511502
2
Кроссовка
0,446483
4,38
4,14
0,945205479
3
Тапочка
0,135576
1,33
1,04
0,781954887
4
Туфля
0,232416
2,28
1,64
0,719298246
 
 
 
 
Линолеум
 
№
Наименование
Масса, кг
Вес, Н
F тр.,Н
Коэф. Трения
1
Сапог
0,753313
7,39
6,18
0,836265223
2
Кроссовка
0,446483
4,38
4,34
0,99086758
3
Тапочка
0,135576
1,33
1,03
0,77443609
4
Туфля
0,205912
2,02
0,82
0,405940594
 
 
 
 
Дерево
 
№
Наименование
Масса, кг
Вес, Н
F тр.,Н
Коэф. Трения
1
Сапог
0,753313
7,39
3,16
0,427604871
2
Кроссовка
0,446483
4,38
1,98
0,452054795
3
Тапочка
0,135576
1,33
0,17
0,127819549
4
Туфля
0,205912
2,02
0,03
0,014851485
 
 
 
 
Плитка керамическая
 
№
Наименование
Масса, кг
Вес, Н
F тр.,Н
Коэф. Трения
1
Сапог
0,753313
7,39
3,93
0,531799729
2
Кроссовка
0,446483
4,38
2,92
0,666666667
3
Тапочка
0,135576
1,33
0,08
0,060150376
4
Туфля
0,205912
2,02
0,06
0,02970297

12.

Практическая работа №1
«Определение коэффициента силы трения
скольжения обуви»
Вывод: В ходе опыта выявилось, что наибольшим
коэффициентом силы трения скольжения обладает подошва из
полиуретана (кроссовка), а наименьший коэффициент силы
трения скольжения у пластиковой подошвы с высоким каблуком
(туфля). Следовательно, ношение обуви с полиуретановой
подошвой уменьшает риск поскользнуться на льду или мокром
полу.

13. Практическая работа №2 Определение механической работы и мощности, развиваемой человеком при различных видах нагрузки.»

Способ
Возраст
Пол
m,кг
F,Н
S,м
А, Дж
t,с
Р, Вт
ШАГОМ
15
Муж
70
700
2,72
1904
8,4
226,7
45
Жен
70
700
2,72
1904
10,6
179,7
15
Муж
70
700
2,72
1904
3
634,7
45
Жен
70
700
2,72
1904
5,19
366,9
БЕГОМ

14. Практическая работа № 4  Определение силы давления человека в обуви

м2
Практическая работа № 4
Определение силы давления человека в обуви
Наименование
величины
Вес, Н
Площадь опоры,
Давление, Па
Мужчина
в ботинках
43 р.
700
0,0209
33492,82
Женщина
в туфлях 38р., с
каблуком .
Женщина
в туфлях 38р., с каблуком .
700
700
0,0112
62500
0,0078
89743,59
Вывод: Давление, производимое на пол женщиной,
имеющей
ту же массу, что и подросток, но меньший размер обуви,
больше. В туфлях с высоким каблуком площадь опоры
уменьшается, и тяжесть тела в такой обуви
переносится на пальцы ног.

15. ФИЗИКА + ОБУВЬ =ЗДОРОВЬЕ

Стопа является сложным биомеханическим комплексом,
выполняющим 3 важные задачи при обеспечении
функции опоры и движения человека:
обеспечение опоры и равновесия при стоянии,
поглощение энергии удара в момент "приземления" и
придание телу вертикального импульса в момент
отталкивания от опоры, что необходимо для
реализации естественных локомоций (ходьба, бег,
прыжки),
защита опорно-двигательной системы от возможных
травм и перегрузок.

16. Плоскостопие

Плоскостопие (pes planus) – общий термин для обозначения
нарушения биомеханики стопы и всей нижней конечности
в целом в результате статической деформации ее сводов.
При плоскостопии продольный и поперечный своды стопы
уплощаются, пятка отклоняется к наружи. Передний отдел
стопы деформируется таким образом, что первая
плюсневая кость отклоняясь к наружи, приводит к
смещению первого пальца внутрь. Пальцы стопы,
вынужденные сохранять форму обуви, заходят один на
другой.

17.

Обувь - это вынужденная
необходимость
Обувь вовсе не нужна человеку,
если бы он ходил по мягкому
грунту, покрытому слоем листьев и
травой или по песку
Биомеханика стояния и ходьбы
босиком значительно отличается от
биомеханики стояния и ходьбы в
обуви.

18.

При выборе обуви должен быть
рационализм и здравый смысл. Обувь для
постоянного ношения должна быть
достаточно свободной.
Тесная и узкая обувь приводит к
нарушению функции свода стопы и
развитию плоскостопия, изменению формы
стопы, ограничению или потере
подвижности сустава, образованию
вросшего ногтя и т.д.
Наиболее удобна обувь на широком
каблуке умеренной высоты,

19. Заключение

Ходьба человека может
рассматриваться, как с точки зрения
биологической, так и физической науки.
Опорно-двигательный аппарат человек с
биологической точки зрения - это костномышечная система.
Животные при ходьбе опираются все
четыре конечности, а человека в
вертикальном положении удерживают
только ноги.
Здоровье ног связано с биомеханикой
движения и с выбором обуви.

20. Физика + обувь = здоровье.