пятница, 16 мая 2014 г.

Почему голова круглая? Клуб почемучек

Добрый день, участники и читатели "Клуба почемучек"! На этой неделе в очередном выпуске Клуба ответ на вопрос, который снова затрагивает тему анатомии. Мама Светлана и ее дочка Машенька спрашивают меня: 
«Почему голова круглая?»
Этот, совсем детский и смешной на первый взгляд вопрос, требует рассмотрения очень сложных понятий эволюции, физиологии, физики и математики. Но мы с вами попытаемся ответить на него просто и коротко, не претендуя на строго научное объяснение :)

почему голова круглая


Для начала подумаем, а могла голова быть, например, квадратной или треугольной? 
Задание:
Попросите малыша посмотреть вокруг себя и определить, на какие геометрические фигуры похожи окружающие его объекты. 
Можно воспользоваться приготовленным мною заданием: на рисунке надо соединить линиями предметы и ведро с геометрической фигурой, к которой близка их форма.


задание на логику


А теперь те же предметы давайте разделим на природного (естественного) происхождения и искусственного (созданные руками человека). И сравним оба эти задания.

задача для дошкольников на логику и мышление


Оказывается, что среди природных объектов практически нет ничего квадратной или треугольной формы! Большинство вещей, созданных человеком, имеет острые края, ровные грани и линии. А вот в основе большинства природных объектов лежит окружность. Все, что создано природой, имеет закругленные края и плавные очертания.
Попросите ребенка подумать, где в природе он может увидеть круги? Они есть практически везде! Микроорганизмы и клетки тела, Солнце и планеты, цветы и икринки - все стремиться стать круглым. Капли воды и оладьи по сковороде растекаются именно кругом (помните, мы с вами проводили опыты на кухне, изучая этот вопрос?). Даже там, где на первый взгляд окружности не видно - она есть. Например, дерево: где у него круг? Круг получается в сечении (т.е. разрезе) ствола. Это легко увидеть, стоит посмотреть на пенек. Круг лежит в сечении наших частей тела, в телах большинства живых существ, в их норах, гнездах, в плодах, семенах и частях растений.

Такая распространенность окружностей в природе неслучайна. Ведь форма круга (или шара) - самая оптимальная с точки зрения отношения площади фигуры к длине ограничивающей ее линии (а в случае шара - площади поверхности к внутреннему объему). Звучит сложновато для объяснения ребенку((( Было бы хорошо проиллюстрировать это наглядно. Например так: нарисуйте на бумаге круг, а рядом с ним квадрат такой же площади и измерьте ниточкой их контур - у квадрата длина контура получится больше, чем у круга. Но тут мы столкнемся с большой сложностью. Ведь для того, чтобы нарисовать с помощью циркуля и линейки квадрат, равный по площади кругу, нам надо решить знаменитую задачу о квадратуре круга! А над ее разрешением бились математики с античных времен, пока уже в 18 веке не доказали, что это невозможно!

Задание: Решаем задачу о квадратуре круга
Задача, как мы уже знаем, решения не имеет. Но мы немного схитрим и сделаем построение приблизительно*. 
На бумаге в клеточку нарисуем круг радиуса 2 см, а рядом  - квадрат с длиной стороны 3,5 см. Теперь предложим ребенку убедиться, что внутри окружности и внутри квадрата помещается одинаковое число клеточек (т.е. площади этих фигур равны). Для этого просто вслух считаем клеточки, закрашивая их карандашом. С квадратом это сделать легко. А вот с кругом придется потрудиться: сначала считаем только целые клеточки, а потом из оставшихся "половинок" собираем еще клеточки и суммируем все их. У нас с Катей получилось тютелька в тютельку 49 клеток в квадрате и 49 клеток в круге. То есть площади фигур равны.
Дальше мы сравниваем длину их границ. Для этого мы взяли нитки и проложили их вдоль границы. А потом сравнили и измеряли линейкой. Но даже без линейки видно, что нитка, соответствующая длине окружности короче, чем нитка, соответствующая периметру квадрата.
Аналогичным образом можно проверить и треугольник - чтобы площади его и круга были примерно равны, длину стороны треугольника надо взять равной 5,4 (треугольник для простоты возьмем равносторонний).

почему круг оптимальная фигура
Считаем площадь фигур клеточками и измеряем их контур ниткой

задание по геометрии для дошкольников о свойствах круга
Как и предполагалось в теории, длина окружности меньше периметра квадрата такой же площади
______
* Для взрослых я объясню выкладки. 
Если мы примем пи равным 3,14, то при радиусе круга 2 см его площадь будет равна 12,56 кв.см, и длина окружности тоже 12,56 см.
Приравняв площадь квадрата и площадь нашего круга и решив уравнение, мы получим, что сторона квадрата должна быть равна 3,54 см. При этом значении его площадь будет 12,53 кв.см, что очень близко площади нашего круга. А вот длина сторон квадрата (его периметр, равный 14,16 см) будет заметно длиннее длины окружности. Аналогично вычисляем сторону треугольника.
Ребенку все это знать нет необходимости - можно просто посчитать площадь по клеточкам, а длину границы - с помощью нитки.


То есть мы проверили, что круг имеет поверхность соприкосновения с внешней средой меньше, чем квадрат и треугольник. То же правило распространяется и на объемные фигуры. Шар будет иметь меньшую поверхность соприкосновения с окружающей средой, чем куб или пирамида. Поэтому такая форма для природы энергетически выгоднее: тратится меньше сил на ее поддержание, все точки поверхности равноудалены от центра и доступ к ним легче (например, для кровеносных сосудов). 
Да и сфера гораздо устойчивее к сжатию, чем куб - недаром яйца имеют шарообразную форму. Благодаря обтекаемой форме, удары, приходящиеся по шару, получаются скользящими и выходят гораздо слабее. А значит, если череп у головы круглый, то он лучше защищает содержимое.
Кроме того, представьте, как бы трудно было рожать маме ребеночка, если бы у него  голова была с углами!
Таким образом, мы смогли объяснить, почему наша голова не квадратная и не треугольная. 

Но почему она именно круглая? Ведь у многих животных голова вовсе не шар. У большинства из них вперед выдается нос или челюсть. Если посмотреть на черепа наших предков - человекообразных обезьян, неандертальцев или других ископаемых гоминид, то окажется, что у них голова совсем не такая круглая, как у нас.  
Все дело в том, что форма нашего черепа сложилась в результате долгих веков эволюции и приспособилась к тому образу жизни, который мы ведем. Спросите малыша, чем собака, волк, лиса с длинной любопытной мордочкой познают мир? Из всех органов чувств важнейшим для них является обоняние. Поэтому и та часть черепа, которая соответствует носу, у них выдается вперед. А чем человек познает мир? Правильно, мозгом. Поэтому у него часть черепа, прикрывающая мозг, гораздо больше и тоже выдается. Но не вперед, а вверх. Поэтому наши головы круглее голов зверей.

Задание:
Сравните на рисунках черепа разных животных. Сможет ли ребенок найти среди них череп человека? Ему поможет в этом именно круглая форма черепа.

черепа животных и человека
1. Череп человека
2. Череп  собаки
3. Череп  крокодила
4. Череп гориллы
5. Череп  зайца
6. Череп неандертальца

Надеюсь, Машеньке хоть что-то стало понятнее в этом вопросе :)
Другие выпуски Клуба почемучек, в которых мы изучали анатомию, можно посмотреть здесь: Откуда родинки на телеПочему человек дышитТипы лицПочему люди плачутПочему люди зеваютПочему людям надо спатьПочему у человека две руки и две ногиОткуда берется слюнаОткуда появился человек.

На следующей неделе я буду отвечать на вопрос "Кто такие лунатики?"
А чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте их!
Для этого надо:
1) Поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять, перейдя на страницу "Клуба почемучек"), а если блога нет, то дать ссылку на страницу Клуба в своих соц. сетях.
2) Прислать ваш вопрос мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой "Клуб почемучек".  

ВНИМАНИЕ! Среди всех присланных весной и летом вопросов в начале сентября я разыграю ПРИЗ. Независимо от того, сделала я ответ на вопрос или нет. Подробности будут ближе к розыгрышу. 

Подписаться на новости Клуба можно прямо тут, заполнив форму рассылки.
После этого вам на почту будут приходить ссылки на новые выпуски "Клуба почемучек" и сообщения о розыгрышах призов.

Ваше имя:
Ваш email:

Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Материалы по теме:
1. Череп человека. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Череп_человека)
2. Почему у человека голова круглая (http://www.topauthor.ru/Pochemu__u_cheloveka_golova_kruglaya_8392.html)
3. Индивидуальные и половые особенности черепа (http://ilive.com.ua/health/individualnye-i-polovye-ossobennosti-cherepa_2335i623.html)
4. Я.И.Перельман "Квадратура круга"

12 комментариев:

  1. Таня! Ты все-таки ответила на него! Да еще так наглядно! Теперь я уверена - для тебя нет трудных вопросов)

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. ))) Очень не хотелось сдаваться - ведь, действительно, интересно, почему голова круглая)))

      Удалить
  2. Вот спасибо за такой развернутый и понятный ответ! Мы с нашим папой только частично смогли подобрать слова, а здесь так все шикарно описано!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Очень рада, что ответ вам понравился! Передавайте привет Машеньке, пусть растет такой же умненькой и любознательной!

      Удалить
  3. Ну вот, теперьмогу написать комментарий) Внимательно прочитала, и мне понравились ваши объяснения) Задала вопрос старшему сыну - надо спросить, как он ответит?;-)
    Спасибо!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Рада, что все получилось :)
      Я тоже всегда вопросы почемучек сначала своим детям задаю - иногда такой неожиданный поворот в ответ получаю, что сама бы никогда под таким углом на вопрос не посмотрела!

      Удалить
  4. Отличная тема! Мне понравилось, что получилось полноценное развивающее занятие на разные темы из одного вопроса. Очень здорово!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. О, да - это только в школе знание делят на предметы: "математику", "физику", "биологию" и т.п. А ведь в жизни в каждом явлении все это тесно переплетено. Поэтому мне всегда хочется не просто ответить, а найти различные корни в явлении и донести их до детей.

      Удалить
  5. Таня, как ты замечательно справилась с таким одновременно простым и непростым вопросом!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Спасибо, Юля, я очень старалась ответить и понятно и по существу :)

      Удалить
  6. Ой, татьяна, припозднилась я с комментарием...а все потому, что искала в своих записях одно стихотворение моего папы, которое, как мне кажется может прекрасно дополнить "сферическую" тему :)
    > АССОЦИАЦИИ
    > Создатель, мне понятно почему
    > Ты сотворил округлыми и землю,
    > И звезды в небе ясном, и луну.
    >
    > Но почему и милая моя
    > По тем же принципам тобой сотворена?
    > Округлость талии, округлость глаз, лица,
    > И нет ни вчем начала ни конца...
    >
    > Зачем ты пламень ей зажег во взоре,
    > Способностью смеятся наделил,
    > И музыку я слышу в разговоре?
    >
    > И здесь, решив, что это полпути,
    > Чтоб окончательно меня с ума свести,
    > Ты создал также волшебство любви!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. О, какое вдохновенное стихотворение!

      Удалить

Чтобы оставить комментарий, напишите текст в окошке и выберите в "Подписи комментария" профиль из любого вашего аккаунта. Если вы нигде не зарегистрированы, выбирайте Имя/URL и просто вводите свое имя - оно отобразится в подписи.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

ShareThis