Научно-исследовательская работа на тему «Все об одежде с точки зрения физики»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Тарбагатайская средняя общеобразовательная школа»

Республиканская научная конференция школьников

«Шаг в будущее»

Секция: Физика

«Все об одежде с точки зрения физики»

Автор: Антонова Екатерина, 9 класс

МБОУ «Тарбагатайская СОШ»

Руководитель: Иванова Ольга Игоревна

учитель физики МБОУ «Тарбагатайская СОШ»

2019

Оглавление.

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

2.Немного истории……………………………………………………………………….…4

3.Практическая часть……………………………………………………………..…….…..5

      Анализ анкетирования

      Исследование физических свойств тканей

      Как выбрать безопасную обувь

      «Чтоб костюмчик сидел». Зрительные иллюзии в одежде

4.Заключение……………………………………………………………..………………...10

5.Список используемой литературы………………………………………………..….…11

Приложение………………………………………………………………………………...12

Введение

Одежда — изделие или совокупность изделий, надеваемых человеком и несущих утилитарные и эстетические функции.

Одежда может быть изготовлена из различных материалов. Предохраняет тело человека от негативного влияния окружающей среды и выполняет эстетические функции — создаёт образ человека.

Актуальность темы: Изучение физических свойств одежды и выявление наиболее качественного и безопасного варианта.

Проблема: Одежда должна быть комфортной, безопасной, скрывать недостатки фигуры.

Цель работы: Изучить физические свойства одежды.

Задачи исследования: Изучить литературу по данной теме, изучить физические свойства тканей, выяснить какую обувь лучше носить с точки зрения физики, выяснить какие типы одежды позволяют скрывать недостатки фигуры, провести анкетирование среди учащихся нашей школы, разработать правила, которые помогут сохранить наше здоровье.

Гипотеза: Мы предполагаем, что исследование физических свойств одежды позволит выбрать наилучший вариант.

Методы исследования:

В соответствии с задачами исследования были использованы методы систематизации теоретического материала, оценка результатов опроса среди учащихся нашей школы, исследовательские методы, обобщение накопленного материала.

Немного истории

История одежды с древнейших времен до наших дней является как бы зеркалом, в котором отражается вся история человечества. Каждая страна, каждый народ в отдельные периоды своего развития налагают свой отпечаток, свои специфические черты на одежду людей. История моды почти так же стара, как и история костюма. С того момента, когда человек открыл значение одежды как средства защиты от неблагоприятных воздействий природы, оставалось немного до тех пор, пока он не начал размышлять о её эстетической и стилизующей функции.

Для одежды должны были пройти долгие века, прежде чем мужчины перестали носить платья, а женщины освоили брюки. Если проследить всю историю развития костюма, то мы увидим, как «сужали» талию с помощью очень широких юбок и туго затянутого корсета, завышали линию талии, чтобы ноги казались длиннее, украшали горловину огромным воротником "фреза", создавая иллюзию маленькой головки, и т.д. Это был один из путей иллюзорного изменения пропорций фигуры человека.

Общеизвестно, что полезнее для здоровья носить одежду из натуральных тканей: хлопка, льна, вискозы, шерсти. Но жизненный опыт подсказывает, что такие ткани быстро теряют форму, выцветают от частых стирок, а значит, не особенно подходят для современного темпа жизни. Ткани из синтетики и из искусственных волокон, напротив, красивы и хорошо сидят на фигуре, но в них некомфортно с точки зрения гигиены.

Предшественниками каблуков была обувь на платформе. В основном ее использовали, чтобы увеличить свой рост и соответственно статус. Подошвы делались в основном из дерева или пробки. Около 200 лет до нашей эры появилась котурны – обувь на платформе, которую использовали римские и греческие актеры театра. Такая обувь делала их заметнее на сцене. Позже в Японии и Китае переняли из Греции и Рима моду на обувь с высокой платформой. На Руси первые каблуки появились в XIV веке. Их вырезали из цельных кусков дерева и вкладывали в сапог под подошву. Сверху всю конструкцию обшивали кожей. В XVI веке появился наборный каблук, состоящий из многих слоев кожи, скрепленных металлической скобкой и подбитых подковкой. Ходить в обуви на таких каблуках было крайне тяжело, потому, что еще не изобрели супинатор и детали, которые фиксировали стопу, например обувной язычок. Да и шили тогда без различия правой и левой ноги.

Считается, что современный каблук ведет свою историю с эпохи Барокко. А придумали его мужчины. По одной версии это был французский офицер, носивший ботфорты - тяжелые высокие кожаные сапоги, обязательный элемент которых - наборный каблук. Нужен он был, чтобы во время верховой езды нога лучше держалась в стремени. По другой - первые каблуки появились у всадников Золотой Орды. И они тоже были нужны для удобной езды верхом. А потому долго оставались принадлежностью мужской обуви.

Первой женщиной, которая появилась на публике в туфлях на каблуках, была Екатерина Медичи. В 1533 она привезла их из Флоренции на свою свадьбу с графом Орлеанским. В XVIII веке каблуки решительно вышли из моды среди мужчин.

XX век стал настоящим триумфом обувных дел мастеров. За последнее столетие было придумано столько фасонов и видов каблуков, сколько не изобрели наши предки за всю минувшую историю. Сегодня в моде каблуки разной толщины и высоты, имеющие в сечении различные формы — от прямоугольника и трапеции до треугольника.

Таким образом, назначение каблука обуви менялось исторически в зависимости от государства, эпохи, времени. В настоящее время высокий каблук обуви является украшением и характерен в основном для женской обуви. С тех самых пор и до нашего времени  дамы сознательно портят ноги ради моды.

Практическая часть

Для начала я решила провести анкетирование, чтобы узнать, что думают о каблуках учителя и ученицы нашей школы. Всего в анкетировании участвовало  130 человек. Анкета включала в себя следующие вопросы (Приложение 1).[7]

В результате анкетирования 50–и  человек  из них 45 учениц и 5 преподавателей выяснилось - средний возраст анкетируемых учениц  – 15 лет, а преподавателей – 42 года. Построив диаграммы по данным вопросам (Приложение), можно сделать вывод, что большая часть опрошенных учениц  нашей школы отдают предпочтение обуви без каблуков.

Изучение физических свойств тканей

Рассмотрим подробнее некоторые вышеперечисленные физические свойства тканей.

Гигроскопичность - это свойство ткани изменять свою влажность в зависимости от влажности и температуры окружающей среды.

Намокаемость - способность тканей впитывать влагу. Это свойство очень ценно для таких изделий, как полотенца, простыни, а также белье, сорочки и платья Водопоглощаемость тканей характеризуется количеством поглощенной воды в процентах к массе ткани при непосредственном соприкосновении ее с водой.

Капиллярность тканей характеризуется высотой, на которую поднимается смачивающая жидкость по капиллярам.

Воздухопроницаемость - это свойство ткани пропускать воздух и обеспечивать вентилируемость одежды.

Паропроницаемость тканей - это их способность пропускать водяные пары и тем самым обеспечивать нормальные условия жизнедеятельности организма человека в одежде. Сминаемость тканей — способность образовывать складки и морщины при деформациях изгиба и сжатия. Сминаемость тканей зависит от свойств волокон, из которых выработана ткань, от структуры пряжи и ткани и от характера отделки тканей. В зависимости от вида переплетения, которым выработана ткань, пластические деформации будут различны. Удлинение тканей — это увеличение длины ткани в момент воздействия на нее растягивающих усилий.

Электризуемость— это способность материалов накапливать на своей поверхности статическое электричество. При соприкосновении и трении, неизбежных в процессе производства и использования текстильных материалов, на их поверхности непрерывно происходит накапливание и рассеивание электрических зарядов.[1]

В результате проведения эксперимента (Приложение 2).[8] Для эксперимента мы решили взять три образца ткани. В состав первого образца входят полиэстер и эластан, второй образец – это 100% хлопок,  состав третьего образца  - хлопок, полиэстер,  эластан. Мы получили следующие результаты (Приложение 2).

Проанализировав таблицу можно сделать вывод:

Первый образец – полиэстер и эластан - обладает следующими свойствами: эластичен, воздухопроницаем, проводит тепло, устойчив  к смятию, влагостоек, растяжим,  после прекращения воздействия принимает прежнюю форму.

Второй образец – хлопок - приятен на ощупь,  воздухопроницаем, высокая теплопроводность, хорошо впитывает влагу, сильно мнется, практически нерастяжим, под внешним воздействием может терпеть разрыв.

Третий образец – хлопок с добавлением эластана и полиэстера - эластичен, приятен на ощупь, воздухопроницаем, проводит тепло, не сминаем, растяжим,  после прекращения воздействия принимает прежнюю форму, гигиеничен и прочен.

         Таким образом, для пошива одежды для лучше всего подходит третий образец, т.е. ткань, в состав которой входит хлопок, полиэстер и эластан, потому что именно эта ткань сочетает в себе наилучшие показатели.

Как выбрать безопасную обувь

При ходьбе мышцы и сухожилия ног работают как рессоры: растягиваясь, они берут на себя часть нагрузки и запасают энергию для следующего шага. Расплатой за прямохождение у человека является повышенное давление на стопы ног, в особенности на свод стопы. Но если стопу поднять на высокий каблук, эти рессоры оказываются заблокированными, и стопа лишается природных возможностей: равномерно распределять вес тела на площадь опоры; амортизировать шаговый импульс; создавать носком силовое отталкивание;  удерживать равновесие, стоя на одной стопе практически полностью выключены. Получается, что женскую обувь на высоких каблуках следует приравнивать к экстремальной. Так женская стопа в обуви на высоких каблуках аналогично протезу, может нести только опорную функцию. При передвижении на высоких каблуках возрастает ударная нагрузка на весь опорно-двигательный аппарат – от голеностопных суставов до верхних отделов позвоночника.[5]

Рассчитаем зависимость давления на стопу от наличия каблука.

Я установила зависимость давления на стопу от наличия каблука. Я рассчитала давление, которое оказывает женщина массой 70 кг на твердую опору одной и двумя стопами в обуви на высокой шпильке (высотой 10см), на высоком толстом каблуке (высотой 10см) и на низком широком каблуке (высотой 2 см) (Приложение 3).

Давление рассчитывала следующим образом:

• нашла площадь поверхности, на которую оказывается давление одной стопой по формуле: S1 = (В + С/2) · Sк.
• Для этого я с помощью карандаша обвела края подметки и каблука; посчитала число полных (В) и неполных клеток (С) и определила площадь одной клетки (Sк);
• для определения давление, оказываемое на твердую опору одной стопой, использовала формулу: где – давление, m –масса, g – константа, равная 9,8 Н/кг, S1 – площадь поверхности на которую оказывается давление.
• давление, оказываемое на твердую опору двумя стопами - .[6]

В результате моего исследования я увидела, 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, почти в два раза превышает давление, оказываемое на стопу в обуви на маленьком каблуке высотой 2 см и сравнимо с давлением, которое оказывает гусеничный трактор на почву. По расчетам ученых при ходьбе это давление еще увеличивается более чем в два раза!!!

Определение идеальной высоты каблука.

Все кости человека выдержаны в пропорции «золотого сечения». Пропорции различных частей нашего тела составляют число, очень близкое к «золотому сечению». Если эти пропорции совпадают с формулой «золотого сечения», то внешность или тело человека считается идеально сложенными. Деление тела точкой пупа - один из основных показателей «золотого сечения», т.е. талия, делит совершенное человеческое тело в пропорции «золотого сечения».  Коэффициент идеального соотношения между ростом и длиной ног для мужчин он составляет k = 1,625, а для женщин k = 1,61. Известно, что пропорции мужчин ближе к «золотому сечению», чем пропорции у женщин. Однако женщина в обуви на каблуках может оказаться ближе к «Золотым пропорциям».

  Вычислим  идеальную и самую эстетически гармоничную высоту каблука для нескольких испытуемых согласно теории пропорциональности по следующей формуле:

                                                                  , где

L -  Ваш рост (в см);

d -  длина ног, измеряемая от линии талии до пола (в см);

k - коэффициент идеального соотношения между ростом и длиной ног ( k = 1,61).[4]

Результаты я предоставила в виде таблиц (Приложение 4).

В результате моего исследования я убедилась что женщины, у которых значение пропорции ближе к «золотому сечению» в каблуках не нуждаются.  Ну а у тех, у кого наблюдались маленькие отклонения от идеальной пропорции, могут решить свою проблему с помощью каблуков. Знак минус означает, чтобы добиться золотой пропорции надо увеличить не нижнюю часть тела, с помощью каблуков, а верхнюю. Например, с помощью высокой прически или шляпы.

 «Чтоб костюмчик сидел». Зрительные иллюзии в одежде

Зрительные иллюзии не только позволяют фигуре выглядеть более или менее идеально, но и обеспечивают определенное эстетическое восприятие художественного образа модели.

Рассмотрим некоторые из них:

1. Иллюзия Мюллера – Лайера

 Линия Б кажется длиннее линии А примерно на 33 процента. На самом деле они равны.

2. Иллюзия переоценки вертикали

Эта иллюзия наиболее характерна для определения пропорций верхней и нижней частей одежды. Равные по длине юбка и блуза не воспринимаются глазом как равные. Длина юбки зрительно сдвигается немного вверх, и эта малая разница вносит беспокойство, так как глаза начинают сравнивать: что больше, а что меньше. Разница должна быть более явной, чтобы модель легко читалась глазом. То есть необходимо удлинить блузу или юбку.

3. Иллюзия заполненного промежутка

Фигура с поперечными полосами  кажется уже и выше, чем фигура с продольными полосами  

Выбирая расположение полос на полосатой ткани (вертикальное или горизонтальное), можно, например, придать полной фигуре стройность, учитывая ширину, частоту и ритмичность полос.

Иногда случается так, что заполненное декором и деталями пространство костюма кажется больше, чем равное ему незаполненное. Поэтому лучше избежать нагромождения деталей в той части фигуры, размеры которой нежелательно увеличивать.[2]

Расстояние между сторонами острого угла кажется больше, чем оно есть на самом деле, а расстояние между сторонами тупого угла недооценивается.
В основном это касается оформления горловины. Широкий треугольный вырез горловины делает широкие плечи уже, а узкий и длинный, наоборот, расширяет.

4. Фигура Бенусси

Линия ВС в случае А кажется длиннее, чем в случае Б.

5. Иллюзия контраста

В дизайне костюма эта иллюзия используется очень широко. Например, в большой шляпе голова будет казаться меньше, чем в маленькой; тонкая шея, окруженная широким вырезом горловины, будет казаться еще тоньше, худая рука в широком рукаве - еще уже, а сильно затянутая талия при широких бедрах сделает их еще шире.[3]

6. Иллюзия сокращения объема при делении фигуры по вертикали контрастными по цвету тканями.

Заключение

Работая над данной темой мы использовали различные методы исследования:

Работа с литературой содержащей данные об одежде.

Работа с источниками Интернета.

Анкетирование учащихся нашей школы.

Эксперимент.

Таким образом, для пошива одежды для лучше всего подходит третий образец, т.е. ткань, в состав которой входит хлопок, полиэстер и эластан, потому что именно эта ткань сочетает в себе наилучшие показатели.

В результате моего исследования я убедилась что женщины, у которых значение пропорции ближе к «золотому сечению» в каблуках не нуждаются.  Ну а у тех, у кого наблюдались маленькие отклонения от идеальной пропорции, могут решить свою проблему с помощью каблуков. Знак минус означает, чтобы добиться золотой пропорции надо увеличить не нижнюю часть тела, с помощью каблуков, а верхнюю. Например, с помощью высокой прически или шляпы.

Знание и правильное использование свойств зрительных иллюзий позволяет подчеркнуть красоту и совершенство правильной фигуры, удачно расставить модные акценты на той или иной части тела, а также придать нестандартной или полной фигуре определенный визуальный эффект.  Можно сделать вывод о том, что при выборе цвета и фасона костюма нужно опираться за знание законов физики.

Список используемой литературы

1. Амбрамзон А.А. и др. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение. Л., 2010.
2. Бердник Т. О., Неклюдова Т. П. – «Дизайн костюма», Ростов «Феникс» 2009.
3. Бердник Т.О. – «Основы художественного проектирования костюма» Ростов-на-Дону «Феникс» 2015.
4. Елена Китенкова. Высота идеального каблука по формуле//www.ladyinciti.ru
5. Елена Малышева: Наша тема сегодня – высокий каблук.//www.s-malyshevoy.ru
6. Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Слободсков Б.А. Физика (Механика), Учебник для профильных классов, М.: Дрофа. 2015.
7. Ольга Столярова. Как обувь влияет на здоровье человека//www.allwomens.ru
8. Перышкин А.В. Физика 8 класс, М.:Дрофа. 2016.

Приложение

Приложение 1.

РЕЗУЛЬТАТЫ АНКЕТИРОВАНИЯ.

Вопросы анкеты.

РЕЗУЛЬТАТЫ АНКЕТИРОВАНИЯ.

Диаграммы.

Приложение 2.

Инструкции для проведения эксперимента по изучению физических свойств тканей.

Результаты эксперимента по изучению физических свойств тканей.

Приложение 3.

1. Зависимость давления на стопу от наличия каблука.

2. Зависимость давления на стопу от наличия каблука.

Обобщение вычислений.

Приложение 4.

3. Определение идеальной высоты каблука.

Идеальная высота каблука по теории «золотого сечения».

 Таблица 1.