Фізика та екологія

Фізика і проблеми безпеки життєдіяльності людини

Звідки чекати небезпеки? За даними досліджень, що проводяться відповідними фахівцями, найпоширенішою причиною смертності українців є хвороби серця й судин, які спровоковані курінням, алкоголем і стресами.

За кількістю смертей від дорожньо-транспортних пригод наша країна входить до десятки лідерів у Європі. В основному від аварій гине молодь.

А в дитячому віці основна зовнішня причина смертності — утопления.

Причини смертності українців

Рівень смертності у світі

Кейс-завдання 1.

Подушка безпеки чи небезпеки? Враховуючи, що найбільшу небезпеку для молоді становлять дорожньо-транспортні пригоди, детальніше розглянемо заходи безпеки на транспорті та їхні фізичні принципи дії. Так, використання ременя й подушок безпеки за статистикою на 85 % знижує ризик важких травм і смертей. Причому на ремінь безпеки припадає 70 %, а на подушки — 10-15 %.

Щоб з’ясувати які фізичні процеси забезпечують функції подушки безпеки, розглянемо її будову та принцип дії. Складовими подушки безпеки є: а) еластична оболонка з нейлонової тканини, обсипана тальком або крохмалем; б) газогенератор, до складу кого входять піропатрон і «заряд» — тверда суміш азиду натрію, нітрату калію та діоксиду кремнію; в) датчик.

Щойно датчик отримає сигнал про зіткнення, спрацьовує піропатрон, який запалює азид натрію й нітрат калію, у результаті чого виділяються гази з вивільненням великої кількості теплової енергії, а значить, і з сильним розширенням продуктів реакції. Ці гази, створюючи тиск, надувають складений мішок. Розкриття подушки безпеки відбувається майже миттєво, не більш як за 0,25 с. За такий час звичайна людина не встигне навіть моргнути. Утім, в максимально надутому стані вона залишається лише кілька хвилин. Газ швидко розсіюється через крихітні отвори, здуваючи подушку, щоб пасажири/пасажирки могли рухатися.

У такий спосіб подушки врятовують водія від сильних ударів і травм, яких він може зазнати під час ДТП. Проте й сама подушка безпеки є небезпечною. Перша й найголовніша небезпека — швидкість розгортання подушки. У момент спрацьовування подушка безпеки так сильно б’є по обличчю, що якщо водій носить окуляри, вони можуть зламатись і пошкодити очі. Другою небезпекою є те, що в разі спрацьовування відразу всіх подушок безпеки обсяг повітря в салоні різко зменшується. Це призводить до сильного навантаження на барабанні перетинки та очі. Третя небезпека — утворення натрію, який є небезпечним для організму людини.

Дайте відповіді на запитання:

• Для чого подушку безпеки посипають тальком або крохмалем?

• Під час вибуху азиду натрію утворюється отруйний для людини газ. Чому все ж таки використовують азид натрію, а не замінюють його? Чому пасажири/пасажирки не відчувають дії отруйного газу?

• Які, на вашу думку, параметри руху автомобіля необхідно враховувати для розроблення алгоритму спрацювання датчика подушки?

• Якби ви отримали завдання розробити подушки безпеки для велосипедистів/велосипедисток, якими були б ваші дії?

• Чи замінять подушки безпеки новітні пристрої захисту? Запропонуйте свій проєкт.

Кейс-завдання 2.

Як пов’язанні знання з фізики та безпека життєдіяльності людини? З одного боку, досягнення фізики визначають її вагомий вплив не лише на розвиток техніки і технологій, а й на розвиток усього суспільного життя. З іншого боку, необдумані дії людини, озброєної досягненнями науки і техніки, призводять до безповоротних і часто руйнівних наслідків для природи і самої людини. Але не менш небезпечним є незнання законів фізики! Вивчаючи фізику впродовж трьох років, ми неодноразово звертали увагу на те, як знання фізики допомагають діяти в тій чи іншій ситуації, що загрожує життю людини.

Пригадаймо деякі з них. Розгляньте малюнки. Укажіть, знання яких фізичних явищ і процесів необхідно враховувати в тій чи іншій ситуації.