CC BY
84SCIENTIFIC ELECTRONIC JOURNAL INNOVA № 2 (11) 2018
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБУВИ НА ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ЧЕЛОВЕКА
A STUDY OF THE INFLUENCE OF FOOTWEAR ON THE MUSCULOSKELETAL SYSTEM OF MAN
| Рышкова А.В., Шашкова О.Н. | Ryskova A.V., Shashkova O.N.
| Курский государственный медицинский Щ Kursk State Medical University университет
E-mail: RyshkovaAV@kursksmu.net
Резюме
В статье приводятся результаты исследований, в ходе которых проводилось изучение влияния обуви на опорно-двигательный аппарат человека. Были использованы следующие методы исследования: наблюдение, анкетирование, решение физических задач прикладного содержания, эксперимент и математические расчеты. В результате проведенной работы определили, что большинство девушек предпочитают обувь на высоком каблуке. Однако необходимо учитывать, что оптимальная высота каблука 2-4 сантиметра. Более высокий каблук может спровоцировать ряд заболеваний организма.
Ключевые слова: обувь, каблук, измерения, анкетирование
Библиографическая ссылка на статью
Рышкова А.В., Шашкова О.Н. Исследование влияния обуви на опорно-двигательный аппарат человека // Innova. - 2018. - №
1 (10) -С. 25-27.
DOI: 10.21626/innova/2018.2/07
Человеческий организм является сложнейшим механизмом, представляющим собой совокупность систем органов. В нем можно выделить нервную, опорно-двигательную, кровеносную, пищеварительную, дыхательную, выделительную, половую, эндокринную системы и систему органов чувств. Совместная, точная деятельность этих систем обеспечивает полноценное,бесперебойное функционирование всего живого организма. Каждая система выполняет определенную функцию в организме. К примеру, опорно-двигательная система выполняет опорную функцию.
Целью нашего исследования являлось изучение влияния обуви на опорно-двигательный аппарат человека. Были использованы следующие методы исследования: наблюдение, анкетирование, решение физических задач прикладного содержания, эксперимент и математические расчеты.
В течение одного дня человек изменяет свое положение в окружающем пространстве сотни раз. В состав опорно-двигательного аппарата входят: кости, мышцы, соединительные ткани, связывающие их. Опорно-двигательный
аппарат позволяет ежедневно, ежечасно человеческому организму совершать миллионы сгибаний, различных передвижений, прыжков, поворотов. Одной из отличительных особенностей человека от животного является прямохождение. Если у животного опора - это четыре конечности, то опорой у человека служат две конечности. Поэтому стопа у человека имеет сводчатое строение, что обеспечивает ей необходимую прочность [1].
Согласно законам физики предмет имеет устойчивое равновесие в том случае если отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит внутри основания. То есть человек будет находиться в состоянии устойчивого равновесия лишь в том случае, если отвесная линия, проведенная из центра тяжести, находится внутри площадки, ограниченной краями ступней. Площадь опоры обуви с высоким каблуком значительно меньше, чем с низким каблуком. Следовательно, на одной ноге или высоких каблуках удерживать равновесие труднее.
В ходе первого этапа исследования мы рассчитали давление на поверхность земли разного вида обуви: туфли на шпильке (каблук 10
НАУЧНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ЖУРНАЛ INNOVA № 2 (11) 2018 SCIENTIFIC ELECTRONIC JOURNAL INNOVA № 2 (11) 2018
ГШ
http://innova-journal.ru/
см), туфли на устойчивом каблуке (каблук 4 см), туфли на танкетке (платформа 8 см) и сапоги (каблук 1 см). Как известно из школьного курса физики, давлением Р называется величина, численно равная отношению силы F, действующей перпендикулярно на поверхность, к площади S этой поверхности [2]. Чтобы рассчитать давление, необходимо
воспользоваться следующей формулой р = — ,
Б
где F-сила, с которой давит человек на землю.
Она равна ^ = , где m - масса тела, g -ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Для вычисления площади поверхности S, обведем контур обуви на бумаге в клетку и найдем площадь поверхности как среднее арифметическое полных и неполных клеток, умноженное на площадь одной клетки (0,25 см2),
0 ПК + НК 2
то есть Б =--0,25см , где ПК - число
2
полных клеток, НК - число неполных клеток. Полученные результаты представим в таблице 1.
Таблица 1. Результаты проведенных измерений в ходе исследования
Высота каблука, см S, см2 F, Н P, Па
10 51 550 107843
4 72 550 76388
8 87 550 63218
1 121 550 45454
Проанализировав полученные
результаты, можем прийти к выводу, что обувь с меньшей площадью опоры (туфли на шпильках) создает максимальное давление на поверхность. Такая обувь оказывает негативное воздействие на ноги, провоцирует развитие различных заболеваний нижних конечностей. Однако следует помнить, что обувь без каблуков тоже опасна. Из таблицы видно, что обувь на шпильке оказывает давление около 108 кПа. Заметим, что давление трактора с площадью двух гусениц 1,6 м2 и массой 3200 кг, равно 20 кПа. То есть давление, оказываемое на поверхность земли, трактором в пять раз меньше, чем давление девушки на шпильке.
Вторым этапом нашего исследования было проведение анкетирования. В нем приняли участие 78 студенток 1 курса лечебного, стоматологического, педиатрического
факультетов Курского государственного медицинского университета. Были получены следующие результаты: 74% девушек предпочитают носить обувь на каблуке, из них 15% студенток носят туфли с высотой каблука 3-4 сантиметра, 71% предпочитают каблук в 5-10 сантиметров и 14% студенток указали, что носят туфли с высотой каблука 11-14 сантиметров. Отметим, что 50 % опрошенных носят обувь на каблуке менее 3 часов в день, 43% примерно 6 часов в день и 6% - более 10 часов в день. Причем 64 % студенток указали, что чувствуют усталость при ношении обуви на высоком каблуке более 3 часов в день.
Третий этап нашего исследования заключался в определении оптимальной высоты каблука. Существует два подхода к определению идеальной высоты каблука. При первом способе мы рассчитали оптимальную высоту каблука по теории «золотого сечения». Для этого
необходимо разделить рост в сантиметрах на длину ног (также в сантиметрах), измеряемую от линии талии до пола. Затем вычислить разность между полученной величиной и коэффициентом идеального соотношения между ростом и длиной ног (он составляет 1,61). Полученное число необходимо умножить на 10.
При втором способе мы вычисляли физиологическую высоту каблука с точки зрения ортопедии.
По мнению ортопедов, найденное значение высоты каблука по этой формуле, является наиболее оптимальным; такой каблук помогает ступням при ходьбе и оберегает их от усталости.
Определим идеальную высоту каблука для студенток 1 курса лечебного факультета, оформив результаты в виде таблицы 2.
H
- - k
V d у
10
L - рост (в см);
d - длина ног, измеряемая от линии талии до пола (в см);
k - коэффициент идеального соотношения между ростом и длиной ног ( k = 1,61).
SCIENTIFIC ELECTRONIC JOURNAL INNOVA № 2 (11) 2018
Таблица 2. Результаты проведенных измерений в ходе исследования
Номер Идеальная высота каблука Физиологическая высота каблука с точки
испытуемого по теории "золотого зрения ортопедии в см
сечения" в см
L d k H l h
1 171 99 1,61 1 26 4
2 158 87 1,61 2 22 3
3 154 90 1,61 1 21 3
Из таблицы видно, что результаты расчета оптимальной высоты каблука первым и вторым способом не совпадают. Кроме того, стоит отметить, что высота каблука при низком или высоком росте не поднимается выше четырёх сантиметров. Согласно нашим расчетам, оптимальной высотой каблука является высота 24 сантиметра. Следовательно, необходимо помнить о правилах подбора высоты каблука, а также соблюдать правила ношения такой обуви:
1) Использовать обувь с каблуком не больше 3 сантиметров;
2) Необходимо чередовать различные виды обуви;
2) Обувь на высоком каблуке необходимо носить не более 3 часов 2 раза в неделю;
3) Периодически нужно ходить босиком, делать массаж ног, проводить косметологические процедуры;
4) Туфли на каблуках свыше 3 сантиметров нельзя носить тем, у кого работа связана с длительным стоянием на ногах, а также девочкам-подросткам в период активного роста.
Таким образом, в результате проведенного исследования мы выяснили, что большинство девушек предпочитают обувь на высоком каблуке. Однако необходимо учитывать, что оптимальная высота каблука 2-4 сантиметра. Более высокий каблук может спровоцировать ряд заболеваний организма.
Литература
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: учеб. по физике для студентов мед. вузов / А.Н. Ремизов, А.Г.Максина, А.Я.Потапенко - 9-е изд., М.: Дрофа, 2012. -559 с.:ил. (Высш. Образование).
2. Снегирева Л.В. Методические рекомендации по физике для студентов лечебного факультета [Электронный ресурс] / Л.В.Снегирева, А.В.Рышкова. - К.: Курский государственный медицинский университет, 2012. - 115 с.
