Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №1» г. Покачи

Ханты-Мансийского автономного округа-Югры

Проектно-исследовательская работа по теме:

«Математика моего хобби»

Автор: Ильина Вера Ивановна,

6а класс

Руководитель: учитель математики МАОУ СОШ №1

Ильина Ольга Сергеевна

2021 год

Оглавление

Аннотация        3

Введение        4

План (задачи) исследования        5

1.        Эпоксидная смола, его компоненты и необходимые соотношения.        6

1.1.        Изготовление изделий из эпоксидной смолы, как хобби, и необходимые для этого материалы.        6

1.2.        Математические расчеты для работы с эпоксидной смолой и алгоритм работы.        8

2.        Применение формулы расчета при изготовлении украшений.        10

Заключение        11

Литература        12

Приложение 1.        13

Пирамида потребностей по Маслоу        13

Аннотация

Самореализация человека не может состоять из одной работы,  -  отмечал американский  психолог А́брахам Масло́у при создании своей знаменитой пирамиды потребностей, [1].

В северных условиях жизни увлечения людей по ремесленному изготовлению изделий являются одним из самых доступных хобби. Поэтому в регионах Севера это широко распространено.

Проблема исследования.

Изготовление изделий из эпоксидной смолы достаточно «молодой» вид хобби и в настоящее время не существует инструкций по работе с ней. Проведение математических расчетов и составление алгоритма для изготовления изделий из эпоксидной смолы будет актуально для людей, увлекающихся таким видом творчества.

Гипотеза исследования.

Использование математических расчетов позволяет изготовить изделия лучшего качества из эпоксидной смолы.

Цель работы: исследование и применение математических отношений соотношения материалов для получения затвердевающего состава изделий из эпоксидной смолы.

Методы и приемы, которые использовались в работе:

- изучение и анализ литературы и других источников информации

-обобщение материала и выводы, математические расчеты  и получение порядка расчета;

- описание порядка работы (алгоритм);

- эксперимент по получению затвердевающего состава материала

Полученные данные:

-выведена точная дозировка и формула для получения затвердевающего состава из эпоксидной смолы для изготовления украшений.

Выводы:

Математические расчеты и алгоритм являются основой успешной работы по изготовлению изделий из эпоксидной смолы

Введение

Одной из важных потребностей человека в жизни, кроме работы, являются его деятельность по интересам. Творчество и увлечение каким-либо хобби, по мнению известных психологов, является необходимым условием для долгой счастливой жизни, [2,3].

В северных условиях жизни увлечения по ремесленному изготовлению изделий являются одним из самых доступных хобби. Поэтому в регионах Севера это широко распространено.

Математика, как известно, лежит в основе любых физических явлений в природе. Поэтому использование знаний по математике определяет качество и изящество изделий, выполненных человеком вручную. По моему мнению, это то, к чему стремится любой творец - мастерство

Проблема исследования.

Несмотря на то, что открытие эпоксидов произошло около ста лет назад, изготовление изделий из эпоксидной смолы  - достаточно «молодой» вид хобби и в настоящее время не существует инструкций по работе с ней в бытовых условиях. Проведение математических расчетов и составление алгоритма для изготовления изделий из эпоксидной смолы будет актуально для людей, увлекающихся таким видом творчества.

Гипотеза исследования.

Использование математических расчетов и алгоритмов работы позволит изготовлять изделия лучшего качества из эпоксидной смолы.

Цель работы: исследование и применение математических отношений и алгоритмов работы для получения затвердевающего состава изделий из эпоксидной смолы.

Объект исследования – математические расчеты в кустарном ремесле.

Предмет исследования – отношения для получения правильной формулы изготовления твердого состава из эпоксидной смолы.

Методы и приемы, которые использовались в работе:

- изучение и анализ литературы и других источников информации

-обобщение материала и выводы, математические расчеты  и получение порядка расчета;

- описание порядка работы (алгоритм);

- эксперимент по получению затвердевающего состава материала.

План (задачи) исследования

1. Изучить литературу и другие источники информации по изготовлению изделий из эпоксидной смолы.
2. Проанализировать и обобщить материал.
3. Провести математические расчеты  и получить формулы, позволяющие изготовить затвердевающий состав из имеющихся материалов.
4. Описать порядок работы (алгоритм) при изготовлении изделий из эпоксидной смолы.
5. Провести эксперимент по получению изделий из эпоксидной смолы.

1. Эпоксидная смола, его компоненты и необходимые соотношения.

1. Изготовление изделий из эпоксидной смолы, как хобби, и необходимые для этого материалы.

«Hobby» переводится с английского, как «увлечение», «любимое дело». Любимое увлечение – это лучший способ отдохнуть от ежедневной рутины, обязательств. Хобби помогает бороться со стрессом, предупреждает эмоциональное выгорание, [3].

Эпоксиды открыты русским ученым-химиком Н. А. Прилежаевым  в 1909 г. Эпоксидная смола – синтетическая смола, которая может использоваться для создания украшений. Застывшее изделие из эпоксидной смолы будет очень похоже на лед. Оно не повреждается, не портится и сравнительно долго держит форму. Эпоксидную смолу перед использованием смешивают с отвердителем, который помогает изделиям держать форму. Иногда увеличивают количество отвердителя, при этом сокращается время затвердевания, но может уменьшиться прочность изделия. Смолу и отвердитель необходимо хранить в герметичной таре, [4].

Виды эпоксидных смол:

• эпоксидно-диановые (используются для лакокрасочных материалов);
• эпоксидно-модифицированные (используются при ремонтных работах);
• эпоксидно-диановые для производства различных бытовых элементов.

Несмотря на относительную безопасность эпоксидно-диановых смол, в работе необходимо соблюдать осторожность:

• работать в перчатках, медицинской маске;
• если жидкая еще смола попала на кожу или слизистую, следует незамедлительно промыть участок проточной водой;
• запрещено использовать смолы для изготовления изделий, контактирующих с пищей;
• работу с эпоксидным составом следует проводить в проветриваемом помещении, [5].

Для заливки эпоксидной смолой используют силиконовые формы - молды, приобрести их можно в специализированных магазинах.

В набор для работы с эпоксидной смолой входит смола и отвердитель, перчатки, мерный стакан для удобства смешивания, палочка для замешивания субстанции. Для более точных измерений потребуются весы.

Рис.1.Набор для работы с эпоксидной смолой.

Отвердитель добавляют в смолу очень медленно, постоянно перемешивая.  В домашних условиях используются только эпоксидки холодного отверждения. Также надо помнить, что застывшая смола обратно не станет вязкой или жидкой и нагревать ее нельзя – она горюча.

Мной в работе использована специализированная  смола Organic Epoxy Resin для изготовления украшений, сувениров.

Рис.2. Эпоксидная смола Organic Epoxy Resin с отвердителем.

Эта смола прозрачна. В нее, как и в любую эпоксидную смолу, могут быть внедрены различные предметы: камни, насекомые, кофейные зерна, бисер, песок и др.

Смешивать смолу необходимо при комнатной температуре в течение двух минут. Толщина заливки – 10-15 мм.

2. Математические расчеты для работы с эпоксидной смолой и алгоритм работы.

Из смолы и отвердителя, меняя условия отверждения и их пропорции, можно получать материал от твёрдого (камнеподобного) до полужидкого и эластичного. Эпоксидные смолы могут использоваться для  высокопрочных или термостойких изделий, и для работ во влажной среде и воде, [4].  Массовое отношение смола — отвердитель может быть разным: 1:1, 5:1, 10:1. В целях получения украшений и сувениров необходимо камнеподобное состояние полученного материала. Для выбранной мной смолы рекомендовано отношение смолы и отвердителя 3:1.

Отношение чисел a и b – это частное двух не равных нулю чисел a и b. Сами величины a и b называются членами отношения.

Члены необходимого нам отношения 3:1 можно записать еще так:   .

Отношение массы смолы и отвердителя – это отношения одного наименования, выраженные одинаковыми единицами измерения (величины однородны), поэтому оно равно числу, [6, с.5-6].

Масса необходимой готовой смеси из смолы и отвердителя содержит всего 3+1 = 4 части веществ. Исходя из данного равенства, я использую следующее соотношение компонентов: количество готовой смолы, необходимое для изготовления украшения делю на 4 части. Три полученных части  - это смола, одна – отвердитель. Исходя из этих условий, например, для изготовления 100 г. готовой смеси эпоксидной смолы и отвердителя используются расчеты:

Общая формула вывода отдельных компонентов смеси, если задано конечное количество эпоксидной смолы, будет следующей:

 – расчет количества эпоксидной смолы в смеси, где -масса эпоксидной смолы,  – масса готового изделия (1);

  – расчет количества отвердителя в смеси, где -масса отвердителя смолы,  – масса готового изделия (2).

Для заливки форм (молдов) заранее определить массу смеси смолы и отвердителя можно лишь практическим экспериментом, необходимо учитывать, что происходит незначительная усадка изделия. Из формул видно, что удобнее всего разводить количество, которое будет кратно 4. Например, 32, 40, 48, 60, 72. Эти числа делятся на 4 и измерить на весах одну часть отвердителя и три части эпоксидной смолы будет проще. Небольшие остатки готовой смеси использую для полировки изделий.

Удобно использовать заполненную таблицу:

Таблица 1

Порядок работы (алгоритм)  при изготовлении изделий из смолы будет следующим:

1. Рабочую поверхность застелить укрывной пленкой.
2. Выставить на стол все материалы и инструменты, которые могут потребоваться: смола и отвердитель; красители и декоративные элементы; пластиковые одноразовые стаканчики, пластиковая тарелка или другая емкость для смешивания; деревянный шпатель для размешивания; молды для заливки смолы.
3. Надеть фартук, перчатки, маску.
4. Отмерить нужное количество смолы и отвердителя
5. Смешать смолу с отвердителем в емкости
6. Дать готовой смоле отдохнуть 20-30 минут. В это время подготовить декоративные элементы.
7. Залить композицию смолой тонкой струйкой.
8. После застывания осторожно достать изделие из молда.
9. Зачистить и отполировать верхний край.
   
   

2. Применение формулы расчета при изготовлении украшений.

Изготовление изделий с ошибкой в соотношении. Использовано соотношение 80 г. смолы и 20 г. отвердителя.  Изделия в данном случае отвердели только на 3 день и не полностью. При доставании из молдов они потеряли форму. Если подставить в формулы, то:

1.  – расчет количества эпоксидной смолы в смеси, где - масса эпоксидной смолы,  – масса готового изделия

  – расчет количества отвердителя в смеси , где -масса отвердителя смолы,  – масса готового изделия.

Здесь правильным было бы соотношение 20 г. отвердителя и 60 г. смолы. Это были первые расчеты, и они содержали ошибку в соотношении

Рис.3. Изделия, изготовленные с ошибкой в соотношении компонентов

Изготовление изделий в правильном соотношении: 30 г. отвердителя и 90 г. смолы.  Если подставить в формулы, то:

2.  – расчет количества эпоксидной смолы в смеси, где - масса эпоксидной смолы,  – масса готовой смеси;

  – расчет количества отвердителя в смеси, где -масса отвердителя,  – масса готовой смеси.

Изделия отвердели на следующий день и легко извлекались из формы, не теряя внешнего вида.

Рис.4. Изделия, изготовленные с правильным соотношением компонентов

Заключение

Как видно из полученных исследований, правильность математических расчетов, а также порядок работы,  имеет важное значение в моем хобби – изготовлении изделий из эпоксидной смолы. Правильное соотношение компонентов – основа красивых украшений и изделий из эпоксидной смолы.

Литература

1. Пирамида потребностей по Маслоу. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%B4%D0%B0_%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%B9_%D0%BF%D0%BE_%D0%9C%D0%B0%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%83
2. Вселенная мозга - Медведев Святослав, https://youtu.be/EuJicd8Jjps
3. Творчество как предназначение мозга, - Татьяна Черниговская, https://youtu.be/ThjJC7pTLT4
4. Старокадомский Д. Длинный век эпоксидки.// Наука и жизнь, №1, 2018, https://www.nkj.ru/archive/articles/32969/ 
5. Застывшее чудо своими руками: учимся делать украшения

из эпоксидной смолы., 2017.

https://ethnoboho.ru/svoimi-rukami/ukrasheniya-iz-epoksidnoj-smoly.html

6. Математика. 6 класс: учеб. для общеобразовательных организаций/[С.М. Никольский, М.К. Потапов и др. ], 6-е изд. – М.: Просвещение, 2016

Приложение 1.

Пирамида потребностей по Маслоу

Самореализация человека не может состоять из одной работы,  -  отмечал американский  психолог А́брахам Масло́у при создании своей знаменитой пирамиды потребностей. [1]