Математика в производстве горок

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Орловская средняя общеобразовательная школа»

Проектно-исследовательская работа на тему:

«Математика в производстве горок»

Выполнили:

ученицы 6 класса

Жихарева Виктория Александровна,

Агафонова Валерия Петровна.

Научный руководитель:

учитель математики и информатики

Демидова Яна Ивановна

п. Орловка, 2019 г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………….…3

Основные термины и определения…………………………………………….…4

Травматизм на детских площадках………………………………………………6

Нормативы создания детских горок……………………………………………..9

Создание макета детской горки…………………………………………………11

Заключение………………………………………………………………………..12

Список использованных источников…………………………………………...13

Введение

Практически во всех дворах, домах многоэтажек имеются детские площадки, обладающие разными размерами и оснащенные разнообразными конструкциями. Но не всегда горки, домики или иные элементы являются безопасными для использования детьми, поэтому возникают вопросы, как правильно должны создаваться такие площадки, какие должны учитываться нормативы и требования при их установке и обслуживании [1]. И здесь никуда без математики.

Объект исследования: детские горки.

Методы исследования: измерение, наблюдение, эксперимент, моделирование, анализ различных источников информации.

Целью работы является создание детской горки, используя нормативы и требования их установки, а также знания по математике.

Задачи: изучение нормативов по ГОСТу; работа с информацией в сети Интернет, СМИ; повторение тем «Масштаб», «Измерение углов»; создание макета детской горки.

Результат исследования: макет детской горки.

Вообще говоря, что горки, которые располагаются на детской площадке, что американские горки и любые другие требуют знаний по математике для их создания и установки. Ведь просчет может стоить жизни ребенка.

Очень часто детская горка становится не веселым развлечением, а болезненным испытанием. Дети падают, ударяются, слетают с горки прямо на землю, и вместо смеха на глазах появляются слезы. Проходя мимо детских площадок, уже редко встретишь ребенка, скатывающегося с детской горки.

Таким образом, мы решили разобраться какой должна быть детская горка, и какова роль математики в её создании.

Основные термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52169, а также следующие термины с соответствующими определениями:

Горка – конструкция с наклонной поверхностью скольжения, по которой ребенок спускается вниз под действием силы тяжести.

Горка-волна – горка с одним или более изменениями угла наклона поверхности скольжения.

Горка "на склоне" – горка, поверхность скольжения которой следует за контуром земли на склоне холма, насыпи, высокого берега и т.п.

Примечание: доступ к стартовому участку горки осуществляется непосредственно с холма, насыпи или с помощью лестниц или стремянок.

Пристраиваемая горка – горка, доступ к стартовому участку которой осуществляется через другое оборудование или части оборудования детской игровой площадки.

Примечание: доступ к стартовому участку такой горки может осуществляться с помощью канатного подъемника, мостика, платформы, наклонного трапа, лестницы и других элементов оборудования.

Спиральная горка – горка, поверхность скольжения которой имеет спиральную форму.

Криволинейная горка – горка, поверхность скольжения которой имеет изогнутую форму.

Отдельно стоящая горка – горка, установленная отдельно от другого игрового оборудования, оборудованная собственными средствами доступа непосредственно к стартовому участку.

Тоннельная горка – горка, участок скольжения которой имеет закрытую секцию.

Комбинированная тоннельная горка – горка, участок скольжения которой имеет закрытую секцию только в верхней части.

Горка с несколькими трассами – горка, с несколькими поверхностями скольжения, разделенными бортиками.

Стартовый участок – участок горки, обеспечивающий доступ ребенка к участку скольжения.

Участок скольжения – участок горки, предназначенный для спуска ребенка под действием силы тяжести.

Конечный участок – участок горки, обеспечивающий торможение и остановку ребенка (рис. 1).

Бортики горки – боковые стороны горки, которые удерживают и направляют ребенка на поверхности скольжения во время движения  [2].

В данной работе рассмотрим только обычную детскую горку, узнаем, какими параметрами она должна обладать, и попробуем сделать макет такой горки.

Рис. 1. Схема горки

А – стартовый участок, В – участок скольжения, С – конечный участок, h – высота горки.

Травматизм на детских площадках

По данным московских травмпунктов самые опасные предметы для ребят, или где малыши чаще всего получают травмы в детском саду:

1. Качели.

2. Карусели.

3. Ступеньки на горках и сами горки: особенно если узкие, извилистые, крытые, крутые.

4. Ступени внутри садика.

5. Столы и шкафы в группе [3].

Статистика травматизма на детских площадках ежегодно фиксирует до 40 тыс. происшествий. Игровые площадки во дворе многоквартирных домов, в ДОУ или школах являются местом повышенной опасности для детей. Многие из них не менялись с 80 годов. Износ оборудования составляет 70–80%. Капитальный ремонт обычно ограничивается покраской. Проверка безопасности площадок проводится без привлечения профильных экспертов.

Распространенные угрозы

Статистика травматизма отмечает наиболее распространенные угрозы для детей дошкольного возраста:

• падение;
• порезы острыми предметами;
• удушье от попадания мелких предметов в дыхательные пути;
• отравления лекарственными препаратами;
• поражение током от розетки.

Меры по предупреждению травматизма в саду:

• проверка мебели и оборудования игровой площадки;
• своевременная уборка мусора;
• очистка территории от снега и сосулек зимой [4].

Уличных детских площадок в городах становится всё больше. Но чем больше этих площадок, тем выше рост детского травматизма. Но если раньше врачи сталкивались в основном с переломами рук и ног и вдавленными переломами черепа (привет от железных качелей, уходящих, слава богу, в прошлое), то сегодня в лидерах компрессионный перелом позвоночника.

– Года четыре назад в наш институт поступало с такими травмами примерно 250 детей в год. За несколько месяцев 2015 года компрессионный перелом позвоночника получили уже около 550 детей. Статистика прошлого года ещё выше, – свидетельствует заместитель директора НИИ неотложной детской хирургии и травматологии доктор медицинских наук Оганес Саруханян.

Обычно «компрессию» получают, спрыгнув с высоты или упав на «пятую точку». Считается, что такой перелом невозможен без прямого удара по позвоночному столбу. Удар провоцирует сжатие позвонков. Они сдавливаются и деформируются, становясь клиновидными. А наиболее часто страдают нижнегрудной и поясничный отделы позвоночника. «Но меняется сам механизм получения этой травмы! – удивляются врачи. – Сегодня дети получают компрессионный перелом, просто упав на спину или лицом вниз. Плашмя!» [5]

В новостях часто пестрят сообщения о травмах детей, полученных при спуске с горки. Самые опасные горки - с трамплином. Приземление на пятую точку после прыжка дает резкую осевую нагрузку на позвоночник, в результате - компрессионный перелом [6].

Катание с горки в барнаульском парке "Лесная сказка" для шестилетней девочки Маши закончилось компрессионным переломом четырех позвонков. Сейчас ее родители судятся с администрацией Индустриального района и требуют возмещения материального ущерба.

Эта история произошла 14 января 2018 года. Маша вместе с мамой отправилась на прогулку в парк. Там она решила прокатиться с горки. Скатившись с нее, девочка сильно ударилась. Мама отвела дочку домой. В течение вечера у ребенка болела спина, но так как острой боли не было, родители подумали, что ребенок просто ушиб спину. На следующий день боль не прошла. Мама не повела ребенка в детский сад, а вечером, когда с работы вернулся отец, семья отправилась в травмпункт. Выяснилось, что у ребенка не ушиб, а перелом. Месяц девочка пролежала в больнице, а затем предстояла долгая трехмесячная реабилитация – массаж, ЛФК, санаторий. Родители говорят, что ребенок просто заново учился ходить.

"Что представляла собой эта горка и почему столько детей на ней травмировалось? Это деревянное сооружение, залитое льдом. В конце горки был, если так можно сказать, трамплин. Ребенок при скатывании подпрыгнул и ударился спиной о лед. Не было табличек с указанием возрастных ограничений. Все пострадавшие дети примерно одного возраста", - говорит юрист [7].

Днём 2 февраля в поселке Ис Нижнетуринского городского округа Свердловской области произошло ЧП. 8-летний мальчик, катаясь на горке у поликлиники, получил тяжелую травму, в результате которой произошло кровоизлияние в мозг [8].

Множество таких примеров несчастных случаев из-за нарушений конструкций горок (например, рис. 2, 3). Поэтому необходимо следовать нормативам ГОСТа.

Рис. 2.                                                 Рис. 3.

Нормативы создания детских горок

У каждой горки есть стартовый участок, участок скольжения и конечный участок, при этом каждый из них обладает своими параметрами.

Выделим некоторые математические характеристики, которые очень важны для детской горки:

1. Перила для лестниц оборудуют над ступенью лестницы. Высота перил - не менее 600 и не более 850 мм.

2. Стартовый участок должен быть длиной не менее 350 мм, с наклоном от 0° до 5° в направлении участка скольжения (рис. 4).

Рис. 4. Схема стартового участка

1 - стартовый участок, А - длина стартового участка, β - угол наклона стартового участка.

3. Средний угол наклона участка скольжения не должен превышать 40°. Максимальный угол наклона отдельного элемента участка скольжения не должен превышать 60° [2].

Все горки оборудуют конечным участком либо 1 типа, где конечный участок короткий с длинной зоной приземления, или 2 типа, где конечный участок длинный, с короткой зоной приземления (рис. 5).

Рис. 5. Схема конечного участка горки

В - участок скольжения, С - длина конечного участка, α - угол наклона конечного участка.

Угол наклона конечного участка:

- для горки типа 1 - не более 10°;

- для горки типа 2 - не более 5°.

Параметры конечных участков горок типа 1 и 2 приведены в таблице 1 и на рисунках 6 и 7.

Таблица 1 - Длина конечного участка горки [2]

Рис. 6. Окончание горки типа 1 с продолжением до поверхности грунта

R - радиус изгиба окончания горки, H - высота конечного участка горки над поверхностью грунта.

Рис. 7. Окончание горки типа 2 над поверхностью грунта

R - радиус изгиба окончания горки, H - высота конечного участка горки над поверхностью грунта, γ - угол отклонения от горизонтали передней кромки окончания горки

Создание макета детской горки

Для того, чтобы построить модель, мы пользовались понятием масштаба, а также измерениями высот и углов.

Масштаб – отношение длины отрезка на карте к длине соответствующего отрезка на местности [9].

Проводя необходимые измерения, мы построили свой макет детской горки в масштабе 1:20. Макет сделан из дерева, проволоки, пенопласта и материала для шумоизоляции.

Высота стартового участка равна 10 см, т.е. в реальности это будет 2 метра, высота перил – 4 см, т.е. 80 см в натуральной величине. И угол наклона скольжения мы сделали максимально безопасным: в начале спуска 40о, к концу 20о. Длина участка скольжения составляет от 20 до 30 см и соответствующий ему конечный участок равен 4 см, что в реальных размерах будет означать от 4 до 6 м – участок скольжения, и 80 см - конечный участок (рис. 8). Представленные выше нормы соблюдены.

Рис. 8. Макет детской горки.

Заключение

Проанализировав различные источники в сети Интернет, новости, просмотрев статистку, мы увидели, что дети получают очень много серьезных травм на детских площадках, в том числе горках, из-за несоблюдения норм и общих требований. Люди, которые создают некачественные горки, совершенно не обращают внимания на важность математических характеристик различных ее элементов.

Проведя некоторые математические измерения и расчеты, мы можем создать безопасную детскую горку. Таким образом, мы видим применение математики на практике и её важную роль при создании различных конструкций, в частности детской горки.

Правильные математические расчеты – залог счастливого и безопасного детства.

Список использованных источников:

1. http://pronovostroyku.ru/yuridicheskie-voprosy/pridomovaya-territoriya/ustanovka-detskih-ploshhadok-normativy.html

2. ГОСТ Р 52168-2012 Оборудование и покрытия детских игровых площадок. Безопасность конструкции и методы испытаний горок. Общие требования от 18 сентября 2012 года №52168-2012.

3. Комсомольская правда

4. https://vawilon.ru/statistika-travmatizma/

5. http://bvf.ru/forum/showthread.php?p=24700237 Большой Воронежский форум

6. https://megatyumen.ru/society/post/226284/

7. https://tolknews.ru/news/2705-neskolko-detej-polucili-travmy-kataas-s-gorki-v-parke-lesnaa-skazka

8. Городская народная газета «Качканарский четверг»

9. Виленкин Н. Я. Математика. 6 класс : учеб. для учащихся общеобразоват. организаций / Н. Я. Виленкин, В. И. Жохов, А. С. Чесноков, С. И. Шварцбурд. – М. : Мнемозина, 2015. – 288 с.