«Влияние плотности на здоровье человека» Саюкинский филиал муниципального бюджетного образовательного учреждения Платоновской средней общеобразовательной школы Выполнила: ученица 8 класса Япрынцева Светлана Александровна Руководитель: Богданова Людмила Александровна учитель физики 2014 г.

Актуальность Остеопороз – это прогрессирующее уменьшение плотности костной ткани, которое ведет к снижению прочности костей, что увеличивает риск переломов. Тема исследования актуальна, так как по данным Всемирной Организации Здравоохранения остеопороз, как причина инвалидности и смертности человека, занимает четвертое место в мире после таких заболеваний, как сердечно сосудистые, онкологические и сахарный диабет

Проблема В связи с этим актуальной становится проблема выявления признаков, по которым можно определить начало развития остеопороза. И одним из таких признаков является снижение плотности костной ткани, что приводит к уменьшению плотности тела человека. Значит, диагностировать остеопороз можно определив плотность своего тела

Цель: прогнозирование наличия заболевания «остеопороз» на ранних стадиях на основе определения плотности тела человека Задачи: 1. Изучить методы определения плотности тела человека. 2. Экспериментально найти значения плотности тела людей различного возраста всеми доступными методами. 3. Выявить возможные варианты значений плотности человеческого тела. 4. Провести статистическую обработку и анализ полученных данных. 5. Установить причины уменьшения плотности тела человека с возрастом. 6. Разработать рекомендации на основе проведённого исследования

Гипотеза: Плотность тела человека зависит от возраста, пола, телосложения, наследственных факторов и наличия остеопороза

Объект исследования Предмет исследования взаимосвязь образа жизни человека с плотностью тела плотность тела человека

Методы исследования анализ литературных источников; теоретическое моделирование и обобщение; наблюдения; опыты и эксперименты; разработка анкеты и проведение социологического исследования; статистическая обработка полученных экспериментальных данных

Нахождение плотности тела по определению В сечении ванна приблизительно имеет вид двух полукругов и прямоугольника. Пусть прямоугольник имеет размеры 100 х 58(см), полукруги диаметром 58 см. Найдём площадь сечения ванны: 100 х 58+ 3,14 х 582= =9164 см² При погружении уровень поднялся на 5,5 см, следовательно, V=50402(см 3) -приблизительный объём испытуемого. Если его масса равна 52 кг, то плотность будет равна =1,032 г/cм³. В данном измерении есть погрешность вследствие неучтённого небольшого уклона ванны

Цель исследования: измерение плотности по принципу вытеснения воды в ванне Объект исследования: подростки лет и их родственники Предмет исследования: плотность тела Приборы и материалы: ванна с водой; маркер, сосуды известной ёмкости (ведро, банки вместимостью 3, 2, 1, 0,5 л.); напольные весы. Ход исследования: Для этого необходимо наполнить ванну водой, Отметить уровень воды 1. Погрузиться в воду с головой и отметить уровень воды 2. Выйти из ванны. Вода опустится до уровня 1, используя мерную посуду долить, считая литры воду до отметки 2. Полученный объем это объем вашего тела Нахождение плотности тела по определению

Масса человека, m Объём тела человека,V, л Плотность, кг Литров (дм 3 ) м 3 м 3 см 3 г/см 3 кг/м ,40, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,50, , Значения плотностей тел учащихся возраста лет

В ходе статистической обработки данного эксперимента, было найдено среднее значение плотности: ρ ср = (1,057+1,077+1,037+1,051+1,071+1,021+1,024+1,250+1,024+1,096+ 1,061+1,01):12= 1,065 г/см³ Вывод: полученное среднее значение плотности позволило приблизительно принять для последующих расчётов плотность тела подростка равной 1,07 г/см³ или 1070 кг/м³, что совпадает с табличным значением плотности тела человека. Результаты исследования

Значения плотностей тел членов семей учащихся п/ п Воз рас т По л Масса человека, m Объём тела человека,V,л Объём головы V 1, л Плотность, кг Литр ов (дм 3 ) м 3 м 3 см 3 кг/м 3 г/см 3 133М , ,210481, Ж , ,210791, М ,50, ,210501, Ж , ,210271, М ,40, ,211091, М , ,210101, Ж , ,210511, М , ,210351, М , ,210101, Ж ,210131,013

Результаты исследования Найдём среднее значение плотности по данным таблицы 2: ср = (1,048+ 1,079+1,050+1,027+1,109+1,010+1,051+1,035+1, ,013):10=10,43:10 = 1,043 г/см³ Вывод: Таким образом, среднее значение плотности членов семей учащихся равно 1,043 г/см³, что гораздо ниже, чем плотность подростков 1,065 г/см³. Следовательно плотность тела у каждого человека разная и носит индивидуальный характер.

внучка нормы ,268 дочь(44 года) Ниже ,263Бабушка (72 года)3. нормы ,455 дочь Ниже ,284Мать дочь нормы дочь Выше ,655Отец 1. Значения плотностей Объём МассаСтепень родства п/п Вывод: прослеживается пониженные или завышенные значения плотностей у членов одних и тех же семей. Т.о. плотность тела зависит от наследственных факторов. Плотностей тел членов некоторых семей

Нахождение плотности тела, используя математические вычисления Цель исследования: определение плотности тела, используя формулы нахождения объема тела. Объект исследования: учащиеся с 1 по 11 класс; Всего 57 человек из них 28 девочек, 29 мальчиков Предмет исследования: плотность тела Ход исследования: 1. Измерьте массу своего тела. 2. Вычислить объем с использованием формул нахождения объема: V=V ГОЛОВЫ + v ТУЛ +2V РУК + 2V НОГ 3. По результатам измерений рассчитайте плотность своего тела

Вывод: у детей младшего школьного возраста плотность тела не достигла нормального значения, следовательно тело имеет еще частично хрящевидную структуру Результаты исследования

Определение плотности тела с помощью закона Архимеда Цель исследования: определение плотности тела, опираясь на понятие выталкивающей силы и закон Архимеда Объект исследования: учащиеся подготовительного класса Предмет исследования: плотность тела Ход исследования: 1. Определить массу тела с помощью весов. 2. Выдохнуть воздух из лёгких и нырнуть. В это время нужно измерить массу тела в воде. 3. Вычислить вес ребенка в воздухе (Р) и в воде (Р1). 4. Плотность найти по формуле: = m* ж*g/(P-P 1 ), где Р-Р 1 = Fарх, ж=1000 кг/м³, g=9,8 м/c²

Определение плотности тела с помощью закона Архимеда п/п Масса ребёнка m, кг Вес ребёнка в воздухе, Р, Н Вес в воде, Р 1, Н Плотность тела = m* ж *g/(P-P 1 ) кг/м 3 г/см ,84, , ,5181,35, , ,66, , ,51527, , ,5191,14,910261, ,51525, ,039

Среднее значение плотности у данной группы обследуемых детей равно: ср =(1,026+1,021+1,039+1,056+1,041+1,036+1,046):7=1,038 г/см³ Вывод: плотности тела определенные разными способами приблизительно совпадают, в пределах вычислительной погрешности Результаты исследования

Причины уменьшения плотности тела с возрастом Анкетирование «Здоровый образ жизни» Цель: соответствие представлениям о здоровом образе жизни Респонденты: учащиеся 1-11 классов Инструментарий опроса: анкета 1. Употребляете ли вы газированные напитки (кока-колу и т.д.)? 2. Употребляете соленую пищу? 3. Злоупотребляете ли кофе? 4. Есть ли в вашем рационе питания кисломолочные продукты? 5. Любите есть рыбу и морепродукты? 6. Предпочитаете ли пшеничный хлеб ржаному хлебу? 7. Употребляете ли регулярно пшено, гречку, овсянку? 8. Занимаетесь ли вы спортом? 9. Часто ли находитесь в стрессовых ситуациях?

Результаты исследования Факторы, отрицательно влияющие на плотность тела

Результаты исследования

Вывод: - недостаток одних продуктов питания и злоупотребление другими отрицательно сказывается на формировании костной ткани подростка, этим можно объяснить низкую плотность тела некоторых учащихся; - нерегулярная активная мышечная работа отрицательно воздействует на строительство костной ткани, т.е. способствует быстрой потере костной массы и снижению плотности тела человека,, т.е.повышает риск переломов; -частое пребывание в стрессовых ситуациях приводит к интенсивному вымыванию кальция из организма, как следствие снижается плотность тела и возникает остеопороз.

Цель: определение информированности о таком тяжёлом заболевании как остеопороз. Респонденты: 12 учителей нашей школы Инструментарий опроса: анкета 1. Возраст А) до 30 лет б) лет в) лет г) более 50 лет 2. Знаете ли Вы что такое «остеопороз»? А)да б) нет 3. Знаете ли Вы что такое «денситометрия»? А)да б) нет 4. Проходили ли Вы обследование на данное заболевание? А) да б) нет 4. Были ли в вашей семье у кого-либо переломы? А) да б) нет 5. Если переломы были, то в каком возрасте? Социологический опрос

Возраст Кол-во Знаете ли вы, что такое остеопороз Знаете ли вы, что такое денситометр ия Проходили ли обследование на остеопороз Были ли переломы костей в семье В каком возрасте данетданетданетданет В детстве В детстве Более В 60 лет Результаты опроса

Вывод: диаграмма наглядно показывает степень осведомлённости об остеопорозе и методах его обнаружения. Следовательно, данная методика может помочь людям диагностировать состояние костей своего скелета

ВЫВОДЫ: В ходе исследования подтвердилась выдвинутая гипотеза. 1. Можно сказать, что плотность тела человека зависит: от возраста и составляет у дошкольников 1,04 г/см³, у подростков 1,065 г/см³, у лиц пенсионного возраста менее чем 1,05 г/см³; от пола: у женщин значение плотности измеряется в широком интервале от 1,01 г/см³ до 1,07 г/см³; у мужского пола от 1,01 г/см³ до 1,1 г/см³ от наследственности; от наличия остеопороза. 2. Разработана методика определения плотности тела человека доступными средствами и установлена зависимость между значением плотности тела и состоянием его костной ткани, склонностью человека к заболеванию «остеопороз»

ВЫВОДЫ: 3. Всем обследованным старшего возраста, имеющим низкую плотность в наших измерениях, были переданы рекомендации пройти обследование в медицинских учреждениях. 4. Подросткам, имеющим низкое значение плотности тела в данном эксперименте, рекомендовано ещё раз, определить плотность своего тела. В случае повторного значения плотности ниже нормального следует использовать рекомендации о здоровом образе жизни (буклет «Скажем остеопорозу НЕТ»)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Человек является объектом изучения физики. ОН имеет очень сложную конфигурацию, но проведя несложные расчёты с большой точностью можно определить параметры тела, которые позволяют диагностировать некоторые заболевания на ранних стадиях, а также предупредить их. Собранная и проанализированная в ходе исследования информация позволила мне не только на более глубоком уровне познакомиться с проблемой изменения плотности тела человека, ведущей к остеопорозу, но и повысила мою компетентность в этом вопросе

ЛИТЕРАТУРА 1.А.П. Пёрышкин Физика, 7 класс – М.: Просвещение, Э.Г.Мартиросов, Д.В.Николаев, С.Г.Руднев «Технологии и методы определения состава тела человека» 3.Я.И Перельман. Занимательная физика. М., Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека.9-11 классы- М.:Чистые пруды, с (Библиотечка «Первого сентября», серия «Физика», вып.26). 5.В.И.Лукашик, Е.В.Иванова «Сборник задач по физике», Москва, Просвещение, Ю.И.Тюрин, А.А.Макаров, И.Р.Высоцкий, И.В.Ященко «Теория вероятности и статистика» Московские учебники, Москва, Мазур И. В.Программа и материалы к элективному курсу по физике для учащихся 8-9 классов «Природа глазами физика» 8.Н.И.Кованцов «Поэма о скупом царе Гиероне, хитром ювелире, мудром Архимеде, его сварливой жене и о законе погружения тел в жидкость»

: htm 11. pdf Ресурсы сети Интернет