Научная работа "Идеальная форма жилья"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

"Основная общеобразовательная школа № 28"

Идеальная форма жилья

Автор: Иванова Виктория,

7 "Б" класс, МКОУ «ООШ № 28»,

Наставник:

Фостова Кристина Евгеньевна,

учитель математики,

МКОУ «ООШ № 28»

Миасский городской округ

2018

1. Введение 3

2. Основная часть 5

3. Практическая часть 8

4. Заключение 10

5. Список литературы 11

Приложение 1 12

Приложение 2 13

Приложение 3 14

«Мой дом - моя крепость» – известное выражение?

Так вот для того, чтобы наш дом мог обеспечить нам поддержку и равновесие в нашей жизни, он сам должен быть правильной формы, от этого зависит здоровье человека. [5]

Весь наш мир состоит из геометрии. Геометрия окружает нас повсюду: в школе, на улице, в театре, в торговых центрах и даже в космосе. И вся эта геометрия разнообразна.

На уроках математики мы уже затрагивали геометрические фигуры, и более подробно мы начали их изучать на уроках геометрии в 7 классе. Но еще в начальной школе я задумалась, а существуют ли какие-нибудь геометрические фигуры, которые отличаются от остальных. Так я и узнала о существовании идеальных (правильных) фигур. Мне стало интересно, где и как можно применить идеальные формы геометрических фигур в повседневной жизни.

Объект исследования: идеальные геометрические фигуры.

Предмет исследования: идеальные геометрические фигуры в архитектуре зданий (домов).

Цель работы: представить применение идеальных форм при строительстве домов и их влияние на человека.

Гипотеза: форма дома влияет на психическое и физическое развитие человека.

Актуальность: ученые утверждают, что форма жилого помещения может существенно сказаться на головном мозге любого живого существа, а также на общем уровне его здоровья. Человеку важно не только, чем наполнен его дом, но и какую форму имеет жилище, какие линии преобладают в дизайне и архитектуре каждой комнаты.

В настоящее время ученые исследуют способность различных архитектурных строений оказывать влияние на мозг человека. По их мнению, любуясь архитектурными формами, человек получает весьма сильный заряд энергии, схожий по своей силе с молитвой. [4]

Так же учеными было исследовано состояние нейронов в различных участках головного мозга. Как оказалось, простое созерцание шедевров архитектуры и/или нахождение (проживание) в зданиях правильной формы оказывает существенное воздействие на состояние нейронов, отдаленно оно напоминает истинное удовлетворение. Но главным его отличием от данного процесса является то, что оно не вызвано какими-либо внутренними усилиями, а основано лишь на особенностях мироощущения каждого отдельно взятого человека. [4]

Геометрия — раздел математики, изучающий пространственные структуры и отношения, а также их обобщения. Геометрия занимается взаимным расположением тел, которое выражается в прикосновении или прилегании друг к другу, расположением «между», «внутри»; величиной тел, то есть понятиями о равенстве тел, «больше» или «меньше»; а также преобразованиями тел. [1,7]

Можно классифицировать различные разделы геометрии. Каждый раздел изучает те свойства геометрических объектов, которые сохраняются при действии некоторой группы преобразований, специфичной для каждого раздела. В соответствии с этой классификацией, в классической геометрии можно выделить следующие основные разделы:

• Евклидова геометрия, в которой предполагается, что размеры отрезков и углов при перемещении фигур на плоскости не меняются. Другими словами, это теория тех свойств фигур, которые сохраняются при их переносе, вращении и отражении.

• Планиметрия — раздел евклидовой геометрии, исследующий фигуры на плоскости.

• Стереометрия — раздел евклидовой геометрии, в котором изучаются фигуры в пространстве.

• Проективная геометрия, изучающую проективные свойства фигур, то есть свойства, сохраняющиеся при их проективных преобразованиях.

• Аффинная геометрия, изучающая свойства фигур, сохраняющиеся при аффинных преобразованиях.

• Начертательная геометрия — инженерная дисциплина, в основе которой лежит метод проекций. Этот метод использует две и более проекций, что позволяет представить трехмерный объект на плоскости. [7]

В разных разделах геометрии присутствуют идеальные (правильные фигуры).

Квадрат - это  правильный четырёхугольник, то есть четырёхугольник, у которого все углы равны и все стороны равны. Все углы квадрата прямые. Диагонали квадрата равны, взаимно перпендикулярны. [3]

Квадрат обладает наибольшей симметрией среди всех четырёхугольников. Он имеет:

• одну ось симметрии четвёртого порядка (ось, перпендикулярная плоскости квадрата и проходящая через его центр);

• четыре оси симметрии второго порядка (что для плоской фигуры эквивалентно отражениям), из которых две проходят вдоль диагоналей квадрата, а другие две — параллельно сторонам;

• диагонали квадрата равны, взаимно перпендикулярны, точкой пересечения делятся пополам и делят углы квадрата пополам. [7]

Периметр квадрата находится по формуле: P = 4 * a, площадь квадрата находится по формуле: S = a², где a – сторона квадрата.

Круг — это геометрическое место точек плоскости, расстояние от которых до заданной точки, называемой центром круга, не превышает заданного неотрицательного числа, называемого радиусом этого круга. [2]

Внутрь круга нередко вписывают другие простейшие фигуры – квадрат, крест, равносторонний треугольник.

Куб - идеальная геометрическая фигура, правильный многогранник, каждая грань которого представляет собой квадрат. Частный случай параллелепипеда и призмы. [7]

Свойства куба:

• Четыре сечения куба являются правильными шестиугольниками — эти сечения проходят через центр куба перпендикулярно четырём его главным диагоналям.

• В куб можно вписать тетраэдр двумя способами. Такой тетраэдр является правильным, а его объём составляет 1/3 от объёма куба.

• В куб можно вписать октаэдр, притом все шесть вершин октаэдра будут совмещены с центрами шести граней куба.

• Куб можно вписать в октаэдр, притом все восемь вершин куба будут расположены в центрах восьми граней октаэдра.

• Диагональю куба называют отрезок, соединяющий две вершины, симметричные относительно центра куба. [7]

Шар — идеальное геометрическое тело; совокупность всех точек пространства, находящихся от центра на расстоянии, не больше заданного. Это расстояние называется радиусом шара. Шар образуется вращением полукруга около его неподвижного диаметра. Этот диаметр называется осью шара, а оба конца указанного диаметра — полюсами шара. Поверхность шара называется сферой: замкнутый шар включает эту сферу, открытый шар — исключает. [3]

Геометрические фигуры можно встретить не только в школьном кабинете математики: они довольно часто встречаются и в природе. Например, шестикратную симметрию можно увидеть в снежинках, фрактальные структуры рассмотреть в брокколи, а спирали Фибоначчи в капусте романеско. Но где в природе можно встретить объект с идеальной сферической формой? Ведь даже Земля не является таковой (в силу законов природы наша планета немного приплюснута у полюсов). [6]

На первый взгляд, может показаться, что звёзды, планеты и их спутники обладают точной круглой формой. Но в действительности те же звёзды — не идеальные сферы, и во время вращения они чуть сплющиваются или сдавливаются под действием центробежной силы, растягивающей их "бока". Соответственно, при более быстром вращении объекта вокруг своей оси, он сильнее сплющивается у полюсов.

Но астрономам всё-таки удалось отыскать звезду практически идеально круглой формы – она стала самым сферическим объектом в известной Вселенной.

Звезду назвали Kepler 11145123 (или KIC 11145123), объект расположен примерно в пяти тысячах световых лет от Земли. Горячее светило более чем вдвое превышает размерами Солнце и вращается в три раза медленнее. [8]

Мною был проведен исследовательский опрос в 5-7 классах для определения степени влияния жилого помещения на физическое и психическое здоровье человека. Задаваемые вопросы можно увидеть в приложении 1.

Результаты исследования приведены в таблице 1 (приложение 2).

Результаты исследования показали, что большинство учащихся живут в домах квадратной формы и среди всех опрашиваемых лишь единицы знают как влияет форма дома на физическое и психическое здоровье человека. Большинство учеников затруднялись ответить на 5 и 6 вопросы. Тогда я попросила всех опрашиваемых посетить помещения, где присутствуют острые углы и помещения со сферической формой крыши. Через неделю я повторила опрос, где присутствовали только два вопроса, на которые ранее большинство учащихся затруднялись ответить.

Результаты повторного опроса приведены в таблице 2 (приложение 3).

Результаты повторного исследований показали, что, после посещения зданий, где присутствуют острые углы и зданий со сферической формой крыши, опрашиваемые ответили почти без затруднений, что отсутствие острых углов и сферическая форма крыши (сферическое помещение) заставляют их чувствовать себя более уверенными и защищенными.

Таким образом огромное влияние на человека может оказывать простое окружение. Благодаря исследовательскому опросу, я убедилась, что люди, находясь (проживая) в домах правильной геометрической формы чувствуют себя более уверенными, спокойными и защищенными. Что подтвердило правильность моей гипотезы.

Самой гармоничной для жизни человека формой является круг (купол). Подсознательно он воспринимается, как защита. Можно доказать «идеальность» круглой (сферической) формы на примере церквей, храмов, древних архитектурных форм, сложных промышленных решений (мосты «виадуки»), огромные выставочные комплексы без внутренних опор. Уже при входе каждый человек ощущает спокойствие и умиротворение.

Отсутствие острых углов создает приятную чистую энергетику. В круглом доме энергии всех направлений сходятся к центру в равной степени, и в результате там царит энергетическое равновесие. Внутренняя энергетика купольных домов (домов-сфер) уникальна, поскольку все основные жизненные потоки и энергии распределяются в нём сбалансировано. Именно к такому балансу стремится каждый человек. [5]

Моя работа будет очень полезна людям при выборе или строительстве жилья. Более того, в науке на сегодняшний день появился новый термин «нейроархитектура». С помощью нейроархитектуры ученые предлагают строить помещения, учитывая не только различные физические человеческие потребности, но и особенности нервной системы человека. [5]

Психологи также предполагают, что данный подход к строительству помещений может решить большое количество проблем и оказать положительное воздействие на здоровье человека. Таким образом, в скором времени можно создать эргономичные решения, полностью подходящие конкретному человеку. [5]

В ходе выполнения моей научно-исследовательской работы я узнала о существовании идеальных форм в разных разделах геометрии. Узнала о применении идеальных форм при строительстве зданий, в частности домов. С помощью анкетирования убедилась, что форма жилья оказывает влияние на физическое и психическое развитие человека, чем доказала правильность своей гипотезы и нашла ей подтверждение в дополнительной литературе.

Для наглядного представления применения идеальных форм при строительстве жилых домов, я сделала макет жилого дома.

1. Геометрия. 7-9 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / [Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутуов, С. Б. Кадомцев и др. ]. – 20-е изд. – М. : Просвещение, 2010. – 384 с. : ил. – ISBN 978-5-09-023975-8.

2. Геометрия, тригонометрия: Математика — это легко / ред. группа: А. Евсеевичева, Л. Ковальчук, О. Кокшарова и др. — М. : Мир энциклопедий Аванта+, Астрель, 2012. — 91,[5] с. : ил.

3. Горина Д.А., Вся геометрия 7 класса в кратком изложении – М.: Евробукс, 2009. – 8 с.

4. Журнал «Nature»

5. https://krovli.club/stati/kupolnye-doma-idealnaya-forma-dlya-zhizni

6. https://realty.ria.ru/experience/20140820/403449435.html

7. https://ru.wikipedia.org/

8. https://www.vesti.ru/doc.html?id=2822837&cid=2161

1. Какой формы у тебя дом?

• Круг

• Квадрат

• Прямоугольник

• Треугольник

• Другое

1. Знаешь ли ты, как влияет форма дома на человека?

• Да

• Нет

• Затрудняюсь ответить

1. Знаешь ли ты, как форма дома может влиять на психическое развитие человека?

• Да

• Нет

• Затрудняюсь ответить

1. Знаешь ли ты, как форма дома может влиять на физическое развитие человека?

• Да

• Нет

• Затрудняюсь ответить

1. Чувствуешь ли ты себя более спокойным в помещении, где отсутствуют острые углы?

• Да

• Нет

• Затрудняюсь ответить

1. Чувствуешь ли ты себя более защищенным в помещении со сферической формой крыши (в сферическом помещении)?

• Да

• Нет

• Затрудняюсь ответить

Таблица 1 – результаты исследования №1

Таблица 2 – результаты исследования №2