Исследовательская работа на тему Экологические задачи в физике

СЕКЦИЯ ФИЗИКА

Исследовательская работа на тему

Экологические задачи в физике

Подготовила

Тепикина Л.Ф.

Содержание:

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

2. Проблема загрязнения окружающей среды …………………………… 4

3. Леса − легкие планеты ………………………………………………. 5

4. Проблема бытовых отходов …………………………………………... 6

5. Проблема загрязнения и нерационального использования воды ……. 9

6. Усиление шумовых воздействий …………………………………... 10

7. Заключение …………………………………………………………….. 13

Великая книга природы написана математическими символами. (Г. Галилей)

Цели

1. Расширение знаний об окружающей нас природе, воспитание бережного отношения к ней, путём решения задач, содержащих экологические данные.

2. Воспитание интеллектуального качества личности - компетентности (умение видеть проблему, владеть способами решения и добиваться успеха).

3. Формирования экологической культуры

Обозначенная цель требует решение следующих задач:

1. Изучение научно-методических литератур и учебных пособий по экологии;

2. Рассмотрение примерных математических задач с экологическим содержанием

3. Составление корректных и эффективных задач;

4. Экспериментально обосновать эффективность использования задач с экологическим содержанием на уроках математики у школьников среднего звена.

Введение.

Экологические проблемы возникли не сегодня. Но в наши дни ситуация резко ухудшилась: каждую минуту на планете исчезает 23 га леса и 9 биологических видов.

Поэтому, обращая пристальное внимание на экологию, человек пытается прежде всего сохранить самого себя. Но, спасая себя, необходимо спасти природу.

Однако без изменения сознания человека все планы спасения природной среды останутся лишь благими пожеланиями. Поэтому, мы считаем, одной из важных задач в школе является формирование экологического сознания. Это не только любовь и бережное отношение ко всему живому, но и чувство личной ответственности за то, что происходит вокруг, потребность действовать.

В своей работе, решая и составляя задачи, мы попытались раскрыть вопросы загрязнения окружающей среды, сохранения ресурсов биосферы, нерационального природопользования. В заданиях содержится информация, которая помогает увидеть ценность природы для общества и для человека: красоту, богатство её кладовых, незащищённость перед человеком. В работе содержатся задачи экологического характера, которые можно использовать на уроках математики. Решение экологических задач способствует формированию активной жизненной позиции, учит сопереживать и размышлять. Целью нашей работы является формирование позитивного отношения к окружающей среде. Считаем, что решение задач экологического содержания будет способствовать получению учащимися знаний об окружающем мире и его экологических проблемах, развитию интереса к окружающей среде и на воспитание патриотического духа учащихся.

Понятие «экология» произошла от древнегреческих слов, в дословном переводе оно означает "наука о доме". Экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Она исследует факторы неживой природы, воздействующие на организмы, а также влияние живых организмов на природу в целом.

Одна из острых глобальных экологических проблем - проблема загрязнения окружающей среды, и, в частности, атмосферы. Поэтому мы решили более подробно познакомиться с этой проблемой.

Виды загрязнений многообразны. Это и выбросы вредных веществ в атмосферу, попадание в водную среду производственных и коммунально – бытовых отходов, нефтепродуктов, минеральных солей, тяжелых металлов; засорение ландшафтов мусором и твердыми отходами; широкое применение пестицидов; повышение уровня ионизирующей радиации, накопление тепла в атмосфере и гидросфере; усиление шумовых и электромагнитных воздействий.

Задача 1. Каждый год на человека приходится 350 кг вредных веществ. Сколько кг вредных веществ приходится на 71181 человек Елабуги?

Решение. 71181∙350= 24913350 (кг)≈24тысячи тонны

Задача 2. В сутки автомобиль способен выбросить в воздух примерно 20 кг выхлопных газов. Сколько выхлопных газов могут выбросить в воздух 20 автомобилей , припаркованных возле будущего парка Тукаю, за 10 суток?

Решение. 20∙20∙10=4000(кг)=4 тонны

Задача 3. Один вяз за сезон (с мая по сентябрь) усваивает из воздуха 120 г. сернистого газа. Вяз живёт 400 лет. Сколько сернистого газа уничтожает вяз за свою жизнь?

Решение. 120*400 = 48000 г = 48 кг сернистого газа.
Ответ: 48 кг.

Задача 4. Говорят, леса – лёгкие городов. 1 га леса за час поглощает столько углекислого газа, сколько выдыхает 200 человек. В национальном парке «Нижняя Кама» 26000га леса. Сколько человек за каждый час может выдыхать углекислого газа?

Решение. 26000∙200=5200000 (человек)

Для справки: население Елабуги в 2012 году составляло 71181 человек.

Задача 5. Один гектар леса выделяет ежегодно 28 тонн кислорода, а вырубается каждый год 12 млн. га леса. Сколько тонн кислорода недополучает Земля в год?

Решение. 28∙12млн=336млн (тонн) кислорода Земля недополучает в год.

Задача 6. Вырубается 2 га леса в минуту. Сколько леса человек уничтожает за час? За сутки? За год?

Решение. 60∙2=120 (га) - в час 120∙ 24=2880( га) – за сутки

2880∙ 365=1051200(га ) леса за год

Леса – лёгкие планеты.

Лес - уникальная экологическая система. Не зря леса называют легкими планеты.
Очевидный факт: без лесов на планете не сможет выжить даже сегодняшнее 7-миллиардное население Земли, а что будет завтра, когда население в очередной раз удвоится, а лесов станет в два раза меньше? Столетие назад леса покрывали три четверти суши. К настоящему времени осталась четверть. Большой ущерб лесам наносят пожары, участившиеся в последнее время : ежегодно во многих странах мира выгорают миллионы км² леса.

Задача 7. В лесу стеклянная бутылка вызвала пожар. Сколько деревьев погибнет от пожара через 2 часа, если за 10 мин сгорает до 9 деревьев.
(Запомни! Стекло, оставленное в лесу, может стать причиной пожара. Почему?)

Решение. 2 часа=120 мин. 120: 10 = 12 12∙ 9=108 (деревьев)
Ответ: за 2 часа погибнет от пожара 108 деревьев.

Роль лесов в жизни нашей планеты:

• Леса содействуют задержанию и очистке воды, производству кислорода;

• формируют и защищают почвы;

• снижают угрозу глобального потепления климата;

• создают условия для обитания диких животных.

Так, 1 гектар средневозрастного леса поглощает ежегодно 4,6-6,5 тонн углекислого газа и выделяет при этом 3,5-5 тонн кислорода.

Лес выделяет фитонциды, которые убивают многие болезнетворные микробы. Благодаря действию фитонцидов 1 метр кубический воздуха в лесу содержит 200-300 бактерий, а в крупных городах — в 200-500 раз больше.

Задача 8. В нашем Елабужском районе живёт около 81800 человек. Представим, что каждый двадцатый из них, побывав в соседнем лесу, бросит там пакетик из-под чипсов и пластиковую бутылку. Сколько всего пакетов и бутылок будет под каждым деревом, если в лесу 100 елей, 100 берёз, 100 осин и 100 клёнов.

Решение. 81800:20=4090(мусора) 100+100+100+100=400(деревьев)
4090:400≈10(шт.)
Ответ : под каждым деревом приблизительно 10 штук мусора.

Проблема бытовых отходов.

Проблема экологии городов – это в первую очередь, проблема уменьшения выбросов в окружающую среду различных загрязнителей. Для разложения в природной среде бумаги требуется до 10 лет, консервной банки – до 90 лет, фильтра от сигареты – до 100 лет, полиэтиленового пакета – до 200 лет, пластмассы – до 500 лет, стекла – до 1000 лет. Вспомните об этом, прежде чем бросить в лесу полиэтиленовый пакет или бумагу.

Задача 9(устно). В нашей школе завтракают дети из 19 классов. Если в каждом классе найдётся 3 невоспитанных ребёнка, которые бросят бумажки от печенья на пол, то а)сколько бумажек будет валяться по школе?

Решение. 19∙3=57
б) Мы хотим, чтобы наша школа походила на свалку мусора?

В городе установлено: 470 контейнеров, 30 контейнерных площадок. В работе по санитарной очистке задействовано 7 мусоровозов. Норма накопления ТБО 1,4 куб. м на 1 человека в год. Годовой объем вывозимых отходов составляет 150 тыс. м³.

Справка. Твердые бытовые отходы - отходы, образующиеся в жилых и общественных зданиях, торговых, зрелищных, спортивных и других учреждениях (включая отходы от текущего ремонта квартир), отходы от отопительных устройств местного отопления, смет, опавшие листья, собираемые с дворовых территорий, а также крупногабаритные отходы.

Норма накопления отходов - объем образования твердых бытовых отходов, приходящийся на 1 человека в год.

Задача 10. Норма накопления ТБО 1 куб. м на 1 человека в год. Найти сколько отходов должно вывозится городом за год, если в 2012году население города составляло 71181 человек.

Решение. 71181∙ ( м³) за год.

Задача 11. В городе 7 мусоровозов. За год должно быть вывезено ими 99652 м³ бытовых отходов. а) Сколько м³ отходов вывезет каждый мусоровоз?

Решение. 99652: 7=14236 (м³)

б) Объём кузова транспортных мусоровозов может доходить до 20 м³, а грузоподъёмность — до 10 тонн. Сколько рейсов должен сделать за год каждый мусоровоз и сколько тонн мусора вывезти за город?

Решение. 14236: 20=711 (рейсов) ≈712 (последняя машина будет неполной) 711 ∙ 10=(711+ )∙10=7110+8=7118 (т)

Задача 12. 20 кг макулатуры сохраняют 1 крупное дерево, 1т – га леса среднего возраста. Седьмую часть всех отходов города составляет бумага. Найти, сколько деревьев мы могли бы сохранить, если за год вывозится 49000тонн мусора.

Решение. 49000:7= 7000 (т) 7000 т=7000000кг

7000000:20=350000 (деревьев) или 7000 т - 7000∙ =350 га леса.

Задача 13. 60 кг макулатуры сохраняют одно дерево. Сколько деревьев сохраняет 4200кг макулатуры, собранное учениками нашей школы?

Решение. 4200:60=70 (деревьев)
Следующий вопрос задачи. Мы хотим, чтоб деревья закончились?

• 42% ныне заготавливаемой древесины расходуется на производство бумаги;

• Выбросы парниковых газов, связанные с производством бумаги, втрое превышают выбросы от всех авиаперевозок;

• Всего 10% населения планеты (жители Западной Европы и Северной Америки) потребляют более половины всей бумажной продукции.

• Рост численности населения и развитие мирового хозяйства обуславливают растущий глобальный спрос на лесную продукцию.

• За последние 300 лет уничтожено 66-68% лесной площади планеты, и лесистость сократилась до 30%.

Учёные мирового сообщества признают исчезновение лесов одной из самых серьёзных экологических проблем.

Примерно 10 тысяч лет назад на земном шаре шумели дремучие леса. Их площадь составляла более 60 миллионов квадратных километров. Человек в это время только начинал осваивать земледелие и животноводство. Вначале незаметная, эта деятельность привела к постепенному уничтожению лесов на огромных территориях. Быстрое разрушение лесных экосистем наблюдалось и в России. Некогда обширные лесные пространства, занимавшие более половины площади европейской части России, заметно поредели. Территория, занятая лесными массивами, на сегодняшний день составляет лишь чуть более 30 процентов. В ряде районов юга России леса вырублены полностью. В Елабуге лесистость составляет 17%.

Задача 14. В лесу 8 тысяч деревьев, каждый день рубят 8 деревьев. За сколько дней лес исчезнет?

Р ешение. 8000:8=1000(дней) 1000:365=2 (года)

Следующий вопрос задачи: Вы любите природу?

Задача 15 Одна бабочка, в среднем, чтобы быть сытой, должна пробовать нектар семи цветков. Сколько бабочек останутся без обеда, если гуляя по лугу, мы сорвем для букета 56 цветков?

Задача 16. На школьной аллее 10 молодых деревьев, на каждом дереве 15 веток. Если пятеро друзей будут ежедневно в течении сентября ломать каждый по одной ветке, сколько веток останется на всех деревьях?

Задача 17. У входа в нашу школу 2 большие клумбы и 2 поменьше. На большой клумбе – 120 цветов, на маленькой – 80. В нашей школе 340 учеников. Если каждый второй сорвёт маленький цветочек, что будет с нашей клумбой?

Решение. 120∙2+80∙2-340:2=400 - 170=230 (цветов) – останется из 400
Следующий вопрос задачи: мы хотим, чтобы двор нашей школы был самый красивый в городе ?

Задача 18 (устно) В нашей школе 340 человек. Предположим, что каждый второй пришёл без «сменки» и принёс в школу на подошвах всего 20 граммов пыли. Предположим, что 2 кг пыли осталась на полу и её удалось смыть уборщицам.

а) Сколько пыли осталось висеть в воздухе, которым мы дышим?

Решение. 340:2∙20-2000=1400(г) 1400г=1кг400г (это только в один день)
б) Мы хотим, чтобы эта пыль попадала в наши лёгкие?

Что касается запыленности воздуха в помещениях нашей школы и на пришкольной территории, то основными мерами по ее снижению могут стать:

1) уменьшение общей загрязненности атмосферы в городе и в нашем районе;

2) увеличение количества зеленых насаждений на пришкольной территории, особенно той ее части, которая граничит с автомагистралью (подсчитано, что один гектар газона связывает 60 тонн пыли);

3) для уменьшения количества пыли в помещении школы проводить регулярные влажные уборки классов и коридоров;

4) всем обучающимся обязательно иметь сменную обувь в течение всего учебного года.

Проблема загрязнения и нерационального использования воды

Задача 19. Дежурные ушли из класса плохо закрыв кран. Зная, что за 1 секунду вытекает 5г воды, посчитайте, сколько воды утечёт : за 1час? За 10 часов?
За 20 часов (к тому времени, когда они вернутся)?

Решение. 3600∙5г=18кг≈2 больших ведра
18∙10кг=180кг=18 больших вёдер
18∙20кг=360кг ≈36 больших вёдер
На протяжении всей своей истории человечество время от времени страдало из-за нехватки воды. Чтобы не испытывать недостатка в воде даже во время засух, во многих городах и районах стараются ее запасать в водохранилищах и подземных коллекторах, но необходимы и дополнительные сберегающие воду мероприятия, а также её бережный расход.

Задача 20 (устно). В квартире подтекает водопроводный кран. За 6 минут набегает полный стакан воды. Сколько воды вытечет из такого крана за 1 час, если в 1 литре 5 стаканов воды?

Решение. 60:6=10( стаканов) – 2 литра воды

Задача 21. Завод выбрасывает отходы в реку. За одну минуту в реку поступает 100л загрязненной воды. Сколько загрязненной воды поступает в реку за час? За 1 сутки?

Решение. 1ч=60мин 100∙60=6000(л)- за час 6000∙24=144000(л) – за сутки
Следующий вопрос задачи: Вы хотите пить такую воду?

Задача 22. Через заводские очистительные сооружения в сутки проходит 3000л воды. За сколько дней очистится 144000л воды?

Решение. 144000:3000=48(дней)

Усиление шумовых воздействий

Где бы мы ни находились, что бы ни делали — нас всюду сопровождают самые различные звуки. Каждое наше движение вызывает звук — шорох, шелест, скрип, стук. Человек всегда жил в мире звуков и шума. Звуки природы всегда приятны ему, они успокаивают его, снимают стрессы. Но в повседневной жизни мы больше сталкиваемся с шумом бытовой техники, промышленными, транспортными шумом. И замечаем, что наш организм устает все больше и больше. С чем это связано, неужели окружающие нас звуки так сильно влияют на состояние, в чем тогда оно проявляется?

Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.

Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.

Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания. Шум обладает аккумулятивным эффектов, то есть акустические раздражение, накапливаясь в организме, все сильнее угнетают нервную систему. По мнению учащихся и учителей, шум может быть источником болезней, усталости, может мешать нормальному ритму жизни, а школа является объектом повышенного уровня шума.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, - децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибелов (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов. Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь “под колокол”. Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного.

Очень высок уровень и промышленных шумов. На многих работах и шумных производствах он достигает 90-110 децибелов и более. Не намного тише и у нас дома, где появляются все новые источники шума - так называемая бытовая техника. Наиболее опасно длительное действие шума, при котором возможно развитие шумовой болезни — общего заболевания организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечнососудистой систем.

Задача №23 (устно) На большой перемене на втором этаже бегают и кричат пятиклассники и шестиклассники. К концу перемены шум достиг 80 децибел. а)Сколько децибел не хватает им, чтобы перекричать взлетающий самолёт, производящий шум в 120 децибел? б) Что будет, если долго находиться в шумном месте? (анализ таблицы)

Задача 24. В год убивают 8 тысяч зверей для одежды. Сколько зверей убьют за 3 с половиной года?

Решение. 8000x3=24000 (зверей) за 3 года
8000:2=4000 (зверей) за пол года
24000+4000=28000 ( за 3 с половиной года)
Следующий вопрос задачи: Вы любите зверей?

Флора парка «Нижняя Кама» насчитывает более чем 620 видов высших сосудистых растений, 80 - лишайников, 55 - мхов, 95 - грибов-макромицетов. Фауна насчитывает 40 видов млекопитающих, 153 - птиц, 10 - земноводных, 6 - пресмыкающихся, 21 - рыб, 478 - беспозвоночных.

Среди указанного таксономического разнообразия 65 видов животных, 83 вида растений и грибов имеют статус редких и исчезающих видов. Они включены в Красную книгу Республики Татарстан, а 11 видов животных и 5 видов растений и в Красную книгу Российской Федерации.

Задача 25. Из 250000 видов растений Земли 1/10 часть находится в угрожающем положении. Сколько видов растений на Земле на грани исчезновения?

Решение. 250 000 : 10=25000 ( растений)

Сегодня проблемы экологии важны не только для отдельных территорий и стран – это проблема всего населения Земли. В настоящее время 7 млрд. человек населения Земли оказывают на природу такое же по масштабам воздействие, какое могли бы оказать 50 млрд. людей каменного века, хотя расход пищи на одного человека остался примерно прежним.

Экологическую ситуацию можно улучшить, но это требует знаний и средств, причем часто – очень больших (именно потому самые большие успехи в охране природы у богатых стран). Лишь при восстановлении и сохранении природы возможен рост качества жизни. Чем богаче и экологически грамотнее будет общество, тем скорее излечит природу от экологических болезней.

Изучение проблем экологии помогает людям научиться экологически мыслить, обрести экологическое самосознание, чувствовать себя ответственным за отношения Человека и Природы, оценивать причины неблагоприятной экологической обстановки и принимать меры для исправления экологических ошибок, а также тяжелых экологических болезней.

Заключение

Заключение

Решая задачи экологического содержания, объединяются эмоциональное восприятие с рациональным. Математика создает условия для развития умения давать количественную оценку состояния природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека в природном и социальном окружении. Текстовые задачи позволяют раскрыть вопросы о среде обитания, заботы о ней, рациональном природопользовании, восстановлении и приумножении ее природных богатств.

Экологические задачи развивают интерес к изучению местного природного окружения, служат для нас, учащихся, и лабораторией для исследований, и площадкой для практических дел, и «трибуной» для выступлений.

Экологические задачи воспитывают уважительное отношение и заботу о собственном месте проживания. Все знания, навыки, умения, чувства, убеждения, которые формируются во время решения и придумывания задач, ориентированы на развитие у учащихся экологической культуры и экологического сознания.