Фізика

Використання мобільних додатків для проведення навчальних досліджень на уроках фізики

Google+ Pinterest LinkedIn Tumblr

Використання мобільних додатків для проведення навчальних досліджень на уроках фізики

Мариянчук А.І., вчителі фізики,

Скорбач Юлія, Дубовий Дмитро, учні 9-В класу

КЗ «НВК: ЗШ І-ІІІ ступенів – гімназія №23 ВМР»

Тема. Вимірювання шуму в школі

Мета роботи: визначити, що таке шум, дізнатися одиниці виміру шуму та прилади які є для вимірювання шуму в різних кабінетах коридорах, спортивному залі, коридорах, гардеробі та їдальні КЗ «НВК:ЗШ-І-Ш ступенів – гімназія №23 ВМР», а також запропонувати спосіб вирішення даної проблеми.

Актуальність. Кожного для діти знаходяться в стінах школи великий відрізок часу. В деяких з них під кінець дня починає боліти голова. На запитання «Чому?» Більшість відповідає через шум. Шум супроводжує нас завжди тому актуальним було б дізнатися як шум впливає на фізичний та психологічний стан учнів нашої школи.

Обєкт дослідження: шумове забруднення.

Теоретична частина

1.1 Що таке шум?

Шум – це невпорядковані, неперіодичні коливання різної фізичної природи.

Шум або акусти́чний шум — коливання частинок навколишнього середовища, що сприймається органами слуху люди ни як небажані сигнали.

З точки зору акустики: шум — нестійкі або випадкові акустичні коливання, що характеризуються випадковою зміною амплітуди і частоти.

Шум – це хаотична сукупність різних за силою і частотою звуків, що заважають сприйняттю корисних сигналів . Під шумом розуміють усі неприємні та небажані звуки (їх сукупність), які заважають нормально працювати, сприймати потрібні звуки, відпочивати .

Шум – це одна з форм фізичного (хвильового) забруднення природного середовища, адаптація до якого організму людини практично не можлива

1.2 Одиниці вимірювання?

Шум вимірюється в децибелах. Ця одиниця названа на честь винахідника  телефону Александера Грехема Белла (рис. 2.21.) і позначається дБ (десята частина Белла). У дБ проводиться спектральний аналіз шуму.  При використанні шкали цих одиниць вимірюваний шумоміром шум коригується спеціальним електронним фільтром (А), щоб наблизити властивості приладу до властивостей людського сприйняття. Така корекція необхідна, оскільки людське вухо сприймає і відповідно суб’єктивно оцінює звуки різних частот по-різному. Оскільки сприйнята вухом гучність звуку об’єктивно залежить від інтенсивності коливань повітряного середовища – так званого звукового тиску (змінного надлишкового тиску, що виникає в повітрі при проходженні звукової хвилі), – шум можна вимірювати і в одиницях тиску – паскалях (Па, на шкалі зліва).

Рис. 2.21. Александер Грехем Белл

1.3 Які є прилади для вимірювання шуму?

У приміщеннях гучність шуму та його частотний зміст (висоту шумових звуків) з’ясовують за допомогою спеціального приладу – шумоміра (рис. 2.22.). Прилад для вимірювання шуму, шумомір – прилад для об’єктивного вимірювання рівня звуку. Не слід плутати цей параметр з рівнем гучності. Не всякий прилад, що вимірює звук, є шумоміром. Існують міжнародні стандарти, що встановлюють вимоги до цих приладів. У Європі вимірювання шуму проводиться за стандартом IEC 61672-1. У деяких інших європейських країнах діють свої стандарти на шумоміри, проте всі вони також слідують вимогам стандартів МЕК. В США стандарти істотно відрізняються від європейських, де застосовуються стандарти ANSI (зокрема ANSI S1.4). В Україні вимірювання шуму регламентується ДСТУ 2325-93.

Рис. 2.22. Прилади для вимірювання шуму

Також в Інтернеті є програми, які вимірюють шум для своєї роботи я використовувала «Sound Meter» ( рис. 2.23.).

Рис. 2.23. Принцип дії програми «Sound Meter»

1.4 Законодавство України?

Кожному державою гарантується право на тишу та відповідний захист від надмірного шуму та вібрацій, що подекуди можуть нанести значну шкоду здоров’ю.

Стаття 182. Порушення вимог законодавчих та інших нормативно-правових актів щодо захисту населення від шкідливого впливу шуму чи правил додержання тиші в населених пунктах і громадських місцях

         Порушення вимог  законодавчих  та  інших  нормативно-правових
актів щодо захисту населення від шкідливого впливу шуму чи  правил
додержання тиші в населених пунктах і громадських місцях – тягне за собою попередження або накладення штрафу на громадян  від п’яти до    п’ятнадцяти  неоподатковуваних  мінімумів  доходів  громадян  і  накладення  штрафу  на  посадових  осіб та громадян – суб’єктів господарської діяльності – від п’ятнадцяти  до  тридцяти неоподатковуваних мінімумів доходів громадян.

         Дії, передбачені частиною першою цієї статті, вчинені особою,
яку протягом року було піддано адміністративному стягненню за такі
ж порушення, – тягнуть за   собою   накладення   штрафу   на   громадян  від
п’ятнадцяти  до  тридцяти  неоподатковуваних   мінімумів   доходів громадян    із    конфіскацією   звуковідтворювальної   апаратури, піротехнічних засобів,  інших предметів  порушення  тиші  або  без такої  і  на  посадових осіб та громадян – суб’єктів господарської діяльності – від п’ятдесяти до  ста  п’ятдесяти  неоподатковуваних мінімумів  доходів  громадян  із конфіскацією звуковідтворювальної апаратури, піротехнічних засобів, інших предметів порушення тиші.

1.5 Як впливає шум на навчальний процес?

Звук як чинник навчального середовища утворюють 2 компоненти: звукова педагогічна інформація; безпосередньо шум – невпорядковані, неперіодичні коливання різної фізичної природи. Шумовий компонент у навчальному середовищі формується вуличним і шкільним шумом. У приміщеннях гучність шуму та його частотний зміст (висоту шумових звуків) з’ясовують за допомогою спеціального приладу – шумоміра. Робота учнів в умовах шуму негативно відображається на їх здоров’ї. Шум впливає на наступні процеси: посилюється газообмін; знижуються моторна і секреторна функції шлунку; прискорюється пульс та частота дихання; підвищується кров’яний тиск. Також шум негативно впливає на функції нервової системи, викликає запаморочення, головний біль, шум у вухах. Шум гучністю понад 50 дБА знижує працездатність і підвищує поріг слухової чутливості. Розв’язування арифметичних прикладів при шумі в 60 дБА потребує у 2 рази більше часу, ніж за його відсутності, зростає кількість помилок. Це відбувається тому, що гальмування, яке розвивається в слухових нервових центрах під впливом високочастотного шуму, поширюється на нервові центри інших аналізаторів, які беруть участь у виконанні арифметичних дій. Постійний шум менше шкідливий, ніж змінний. Наприклад, шум постійної інтенсивності у 70 дБА заважає менше, ніж шум змінної інтенсивності в 30-60 дБА. З гігієнічної точки зору допустимий тривалий шум на рівні 35 дБА. Для керівників ЗНЗ, які безпосередньо несуть відповідальність за санітарно-гігієнічні умови у шкільних приміщеннях, пріоритетним завданням є виконання санітарно-гігієнічних вимог, створення належних умов для учасників навчально-виховного процесу.

1.6 Який шум найбільше шкодить постійний чи змінний?

Постійний шум менше шкідливий, ніж змінний. Наприклад, шум постійної інтенсивності у 70 дБА заважає менше, ніж шум змінної інтенсивності в 30-60 дБА. (рис. 2.24.)

Рис. 2.24. Прилад постійного та змінного шуму

  1. Норми шуму

Для початку з’ясуємо, які види шумів випадають з норми. Як не сумно, це більшість із них: ревіння домашнього пилососа, міський транспорт, шум вболівальників на стадіоні та навіть проста повсякденна голосна розмова. Однак не все може завдати істотної шкоди слуховому апарату. Щоб дійсно нашкодити, шум повинен перевищувати значення в 70 децибелів протягом кількох годин. Хоча і в таких умовах організм може не постраждати, тому що все залежить від схильності людини до захворювань нервової системи. В оточуючому нас світі є багато потенційно небезпечних для здоров’я джерел шумів. Їх видають автомобілі та потяги, літаки, обладнання на виробництві, відбійні молотки дорожніх робочих, оглушливо гучна музика з колонок в нічних клубах. Показники рівнів шуму подано в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5.

Таблиця рівнів шуму

0 Нічого не чути
5 Майже нічого не чути
10 Майже нічого не чути Тихий шелест листя
15 Ледь чутно Шелест листя
20 Ледь чутно Шепіт людини на відстані 1 метр
25 Тихо Шепіт людини на відстані 1 м
30 Тихо Шепіт, звук годинника(Норма для жилих приміщень в ночі)
35 Добре чути Приглушена розмова
40-45 Добре чути Звичайна розмова (Норма для жилих приміщень в день)
50 Добре чути Розмова, друкарська машинка
55 Добре чути Найвища норма для офісів класу А (Європа)
60 Шумно Норма для контор
65 Шумно Голосна розмова
70 Шумно Голосні розмови
75 Шумно Крик,сміх
80 Дуже шумно Крик, шум пилососа з великою мощностью- 2 кіловата
85 Дуже шумно Голосний  крик
90 Дуже шумно Голосний  крик, грузовий залізничний вагон
95 Дуже шумно Вагон метро
100 Жахливо шумно Оркестр, вагон метро, гром, звук бензопили. Максимально допустиме значення для навушників.
105 Жахливо шумно Літак
110 Жахливо шумно Вертоліт
115 Жахливо шумно
120 Майже неможливо
125 Майже неможливо
130 Больовий поріг Літак на старті
135 Контузія
140 Контузія Звук реактивного літака
145 Контузія Старт ракети
150 Контузія, травми
155 Контузія, травми
160 Шок, травми Ударна хвиля від надзвукового літака
При рівнях звуку вище 160 дцб – можливий розрив барабанних перетинок і легенів, більше 200 – смерть

1.8 Вплив шуму на фізичний стан учнів

Найчастіше реальна фізична шкода організму наноситься у разі акустичного впливу потужністю в 100 децибелів й більше. Коли такий шум довготривалий, ви відчуєте, що поступово глохнете.

При тривалому впливі наслідки дуже сумні:

  • розрив барабанних перетинок;
  • сильне погіршення слуху;
  • повна глухота.

У шкільний медпункт з 30 учнів кожного дня з головним болем звертаються 15 дітей. В основному це учні 1-4 класів.

Шкідливий та небезпечний вплив шуму на організм людини встановлено тепер з повною достовірністю. Ступінь такого впливу, переважно, залежить від рівня та характеру шуму, форми та тривалості впливу, а також індивідуальних особливостей людини. Численні дослідження підтвердили той факт, що шум належить до загальнофізіологічних подразників, які за певних обставин можуть впливати на більшість органів та систем організму людини. Так, за даними медиків дія шуму може спричинити нервові, серцево-судинні захворювання, виразкову хворобу, порушення обмінних процесів та функціонування органів слуху тощо.

Із загальної кількості захворювань, що перераховані вище, останнім часом значно зросла частка тих, які спричинені саме шумовим впливом. У зв’язку з цим слід звернути увагу на той факт, що протягом багатовікової еволюції людина так і не набула здатності адаптуватись до дії шуму, як і не було створено природного захисту для високочутливого та досконалого органу слуху людини від дії інтенсивного шуму.

Медики відзначають особливо несприятливу дію навіть незначних за рівнем шумів у години відпочинку і, передовсім, сну, коли найбільш повно повинні відновлюватись сили людини. Не зайве нагадати, що у зв’язку з вищезазначеним у нашій країні, як і у багатьох інших, діє заборона щодо порушення тиші у житлових масивах з 23.00 до 7.00 год.

Найбільш повно вивчено вплив шуму на слуховий апарат людини. У працівників «шумних» професій може виникнути професійне захворювання – туговухість, основним симптомом якого є поступова втрата слуху, перш за все, в ділянці високих частот, з наступним поширенням на більш низькі частоти.

Крім безпосереднього впливу на орган слуху, шум впливає на різні відділи головного мозку, змінюючи при цьому нормальні процеси вищої нервової діяльності. Цей так званий неспецифічний вплив шуму може виникнути навіть раніше, ніж зміни в самому органі слуху. Характерними є скарги на підвищену втомлюваність, загальну слабкість, роздратованість, апатію, послаблення пам’яті, погану розумову діяльність і т. ін.

Наближено дію шуму різних рівнів можна схарактеризувати наступним чином. Шум до 50 дБА зазвичай не чинить шкідливого впливу на людину в процесі її трудової діяльності. Шум у 50-60 дБА може мати психологічний вплив, що виявляється у погіршенні розумової діяльності, послабленні уваги, швидкості реакції, утрудненні роботи з масивами інформації тощо. При рівні шуму 65-90 дБА можливий його фізіологічний вплив: пульс пришвидшується, тиск крові зростає, судини звужуються, що погіршує постачання органів кров’ю. Дія шуму з рівнем 90 дБА і вище може призвести до функціональних порушень в органах та системах організму людини: знижується слухова чутливість, погіршується діяльність шлунку та кишківника, з’являється відчуття нудоти, головний біль, шум у вухах. При рівні шуму 120 дБА та вище здійснюється механічний вплив на орган слуху, що виявляється у порушенні зв’язків між окремими ділянками внутрішнього вуха; можливий навіть розрив барабанної перетинки. Такі високі рівні шуму впливають не лише на органи слуху, а й на весь організм. Звукові хвилі, проникаючи крізь шкіру, спричинюють механічні коливання тканин організму, внаслідок чого відбувається руйнування нервових клітин, розриви дрібних судин тощо. Отже, шкідливі та небезпечні наслідки дії шуму виявляються тим більше, чим вищий рівень сили звуку та триваліша його дія.

На основі даних про особливості впливу шуму на організм людини здійснюють гігієнічне нормування його параметрів.

Практична частина

         Після опрацювання теоретичного матеріалу ми приступили до практичної частини дослідження. Спочатку склали план, який подано в таблиці 2.6.

Таблиця 2.6.

План роботи

Дата Форма роботи
1 18.12.2017 Виконати заміри шуму в гардеробі, на коридорі першого поверху, на виховній годині, в кабінеті фізики, правознавства, хімії, алгебри, мистецтва та трудового навчання.
2 19.12.2017 Виконати заміри шуму в їдальні , на коридорі другого поверху, в кабінеті інформатики, англійської мови, польської та української мови, зробити повторні заміри в кабінеті з фізики та алгебри.
3 20.12.2017 Виконати заміри шуму в спортивному залі, на коридорі третього поверху, в кабінеті української літератури, геометрії, основ здоров’я, біології, зарубіжної літератури, зробити повторні заміри в кабінеті з хімії та інформатики.
4 20.12.2017 Виконати заміри шуму в гардеробі, в кабінеті історії т географії,зробити повторні заміри на коридорах першого другого та третього поверху.
5 21.12.2017 Опрацювати дані результати та зробити повторні заміри в кабінетах з підвищеним шумом.

         Для дослідження шумового забруднення було обрано 24 об’єкта. Результати дослідження подано в таблиці 2.7.

Таблиця 2.7.

Результати дослідження

Приміщення для замірів Мінімальне значення шуму Середнє значення шуму Максимальне значення шуму
Виховна година (фото 2.16.) 38 63 91
Кабінет фізики (фото 2.17.) 37 59 79
Кабінет правознавства   (фото 2.18.) 44 71 89
Кабінет хімії (фото 2.19.) 54 74 88
Кабінет мистецтва (фото 2.20.) 45 75 92
Кабінет трудового навчання (фото 2.21.) 47 56 79
Кабінет алгебри (фото 2.22.) 36 56 90
Кабінет інформатики      (фото 2.23.) 43 56 78
Кабінет англійської мови (фото 2.24.) 45 61 78
Кабінет польської мови   (фото 2.25.) 43 60 78
Кабінет української мови (фото 2.26.) 39 64 94
Кабінет української літератури (фото 2.27.) 51 77 89
Кабінет геометрії (фото 2.28.) 47 77 87
Кабінет основ здоров’я  (фото 2.29.) 39 44 73
Кабінет біології (фото 2.30.) 38 54 88
Кабінет зарубіжної літератури (фото 2.31.) 40 78 95
Кабінет географії (фото 2.32.) 55 71 83
Спортивний зал (фото 2.33.) 53 93 102
Їдальня (фото 2.34.) 39 92 101
Гардероб (фото 2.35.) 82 87 97
Коридор  І поверх (фото 2.36.) 53 87 99
Коридор  ІІ поверх (фото 2.37.) 47 66 91
Коридор  ІІІ поверх   (фото 2.38.) 34 71 97
Бібліотека (фото 2.39.) 36 42 47
Фото 2.16. Рівень шуму на виховній годині Фото 2.17. Рівень шуму в кабінеті фізики Фото 2.18. Рівень шуму в кабінеті правознавства
Фото 2.19. Рівень шуму в кабінеті хімії Фото 2.20. Рівень шуму в кабінеті мистецтва Фото 2.21. Рівень шуму в кабінеті трудового навчання
Фото 2.22. Рівень шуму в кабінеті алгебри Фото 2.23. Рівень шуму в кабінеті інформатики Фото 2.24. Рівень шуму в кабінеті англійської мови
Фото 2.25. Рівень шуму в кабінеті польської мови Фото 2.26. Рівень шуму в кабінеті української мови Фото 2.27. Рівень шуму в кабінеті української літератури
Фото 2.28. Рівень шуму в кабінеті геометрії Фото 2.29. Рівень шуму в кабінеті основ здоров’я Фото 2.30. Рівень шуму в кабінеті біології
Фото 2.31. Рівень шуму в кабінеті зарубіжної літератури Фото 2.32. Рівень шуму в кабінеті географії Фото 2.33. Рівень шуму в спортивній залі
Фото 2.34. Рівень шуму в їдальні Фото 2.35. Рівень шуму в гардеробі Фото 2.36. Рівень шуму в коридорі І поверху
Фото 2.37. Рівень шуму коридорі ІІ поверху Фото 2.38. Рівень шуму в коридорі ІІІ поверху Фото 2.39. Рівень шуму в бібліотеці

Рівень шуму в нашій школі в деяких приміщеннях перевищує норми, тому я вирішила знайти матеріал, який зможе зробити гарну звукоізоляцію.

         Для даного досліду ми взяли звичайну коробку та два види матеріалу (пінопласт та пористу поліетиленову плівку).

         1 дослід проста коробка без захисту від звукоізоляції.

         Для досліду ми використовували звичайну коробку, телефон з програмою для вимірювання шуму, телефон з музикою.

  1. Ми взяли коробку та поклали в неї телефон з музикою (фото 2.40.).
  2. Закрили коробку та виміряли рівень шуму (фото 2.41.).
  3. Отримали результати (фото 2.42.).

Фото 2.40. Телефон з музикою в коробці

Фото 2.41. Вимірювання шуму в коробці

Фото 2.42. Результати досліду 1

         2 дослід проста коробка з одним шаром пористої поліетиленової плівки.

         Для досліду ми використовували звичайну коробку, телефон з програмою для вимірювання шуму, телефон з музикою.

  1. Спочатку ми обклеїли коробку одним шаром поліетиленової плівки.
  2. Потім поклали в коробку телефон з музикою (фото 2.43.).
  3. Закрили коробку та виміряли рівень шуму (фото 2.43.).
  4. Отримали результати (фото 2.44.).

Фото 2.43. Вимірювання рівня шуму

Фото 2.44. Результати досліду 2

3 дослід проста коробка з двома шарами пористої поліетиленової плівки.

         Для досліду ми використовували звичайну коробку, телефон з програмою для вимірювання шуму, телефон з музикою.

  1. Спочатку ми обклеїли коробку двома шарами поліетиленової плівки.
  2. Потім поклали в коробку телефон з музикою (фото 2.45.).
  3. Закрили коробку та виміряли рівень шуму (фото 2.45.).
  4. Отримали результати (фото 2.46.).

Фото 2.45. Вимірювання рівня шуму

Фото 2.46. Результати досліду 3

4 дослід проста коробка обклеєна пінопластом.

         Для досліду ми використовували звичайну коробку, телефон з програмою для вимірювання шуму, телефон з музикою.

  1. Спочатку ми обклеїли коробку пінопластом.
  2. Потім поклали в коробку телефон з музикою (фото 2.47.).
  3. Закрили коробку та виміряли рівень шуму (фото 2.47.).
  4. Отримали результати (фото 2.48.).

Фото 2.47. Вимірювання рівня шуму

Фото 2.48. Результати досліду 4

Практичні рекомендації

Отримавши таку кількість інформації про травми й важкі наслідки для слуху, мабуть, кожен захоче дізнатися, як же все-таки запобігти захворюванню. Варто дотримуватися простих рекомендацій:

  • якомога частіше виїжджати за місто на природу, гуляти в лісопарках та інших тихих місцях;
  • влаштовувати собі дні самоти, коли ви відпочиваєте навіть від простого спілкування;
  • якщо робота пов’язана з виробництвом, надягайте спеціальні навушники;
  • знизьте рівень побутового шуму за допомогою таких правил : не кричіть на вулиці, у школі на перервах, не вмикайте будинку максимальну гучність вашого музичного центру та телевізора, не виставляйте колонки на балкон, для розваги публіки;
  • якщо ви думаєте, що гучна музика в плеєрі і на дискотеці не зіпсує вашого здоров’я, ви помиляєтеся: все це до пори до часу, тому обмежтеся від постійного прослуховування музики в плеєрі, оточіть себе деревами, адже звук, вдаряючись об стовбур, розбивається на більш дрібні, далі вдаряється об землю, яка їх поглинає (кращим вартовим лісу вважається ялина);
  • можна проводити практичні заняття з різних предметів відповідно до визначеної тематики на свіжому повітрі.

Для того аби зробити гарну звукоізоляцію в приміщені можна використовувати два шари пористої поліетиленової плівки тому, що за результатами вона має найкращу властивість шумоізоляції.

Висновок

         В даному проекті ми розглянули що таке шум, дізналися одиниці виміру та прилади які є для вимірювання шуму, зрозуміли як шум впливає на навчальний процес та фізичний стан учнів, дослідили рівень шумового забруднення в різних кабінетах, коридорах, спортивному залі, гардеробі та їдальні, а також Запропонувала спосіб вирішення даної проблеми.

          В деяких приміщеннях рівень шуму перевищує норми тому я знайшла гарний вихід з цієї ситуації. Для того аби зробити гарну звукоізоляцію в приміщені при здійснені капітальних та поточних ремонтів можна використовувати сучасні шумоізолюючі матеріали. Також маю пропозицію проводити практичні заняття з різних предметів відповідно до визначеної тематики на свіжому повітрі. Учні мають якомога частіше виїжджати за місто на природу, гуляти в лісопарках та інших тихих місцях, аби зберігати свій слух у нормі.

Написати коментар