Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.Введение
Когда строился наш дом, прокладывали воду и делали колодец, который затем накрыли специальной крышкой люка. Я обратил внимание, что в нашем городе всюду лежат крышки круглой формы: и у нас во дворе, и на дорогах, и возле школы.
И тогда я заинтересовался, а почему крышки канализационного люка круглые. Передо мной возникла проблема : есть много геометрических фигур, а канализационные люки делаются почему-то круглые и возможно, существует еще какая-то фигура, подходящая для люков.
ЦЕЛЬ: определение свойств круга, которые используются в крышках канализационных люков.
ЗАДАЧИ:
1.Познакомиться с новыми для меня свойствами круга и с помощью опытов установить простейшие связи и сделать выводы.
2. Поискать материал о других геометрических фигурах, которые могли бы использоваться человеком при изготовлении крышек для люков.
3. Показать возможность использования кругов (и если существует похожая по свойствам фигура) в жизни.
Гипотеза: кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков.
Методы исследования
1. Проведение опроса «Почему крышки канализационных люков круглые?».
2. Поиск материалов в сети интернет.
3. Наблюдения.
4. Проведение опытов.
2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Свой вопрос я задал родителям, одноклассникам и знакомым и получил на него разные ответы. Большинство думают, что так удобно — в круглое отверстие легче пролезть, несколько ответов было — красиво, а некоторые ответили, что не знают. Тогда я начал искать информацию в сети Интернет.
Опыт 1. Предметы круглой формы легче перемещать — их просто можно перекатить. В то время как у предметов прямоугольной и треугольной формы мешают углы. А крышки канализационного люка делают еще тяжелыми — их изготавливают из чугуна. Тогда можно сделать вывод о том, что круглую тяжелую крышку можно переместить одному человеку. А люк другой формы придется нести в несколько рук.
Опыт 2. Крышка канализационного люка круглый формы никогда не провалится в колодец, а значит, лучше всего подходит для выполнения защитной функции. Все это потому, что диаметр крышки всегда больше диаметра самого колодца. А другие фигуры могут провалиться (например, под углом).
Опыт 3 . Проведем две параллельные касательные прямые и зафиксируем расстояние между ними. Начнем вращать круг. Он постоянно касается этих линий и можно сказать, замкнутая кривая (окружность, которая описывает круг) имеет постоянную ширину. Это тоже свойство круга. И его учитывают при изготовлении крышек люка — меньше вероятность допустить ошибки при производстве.
Опыт 4. При изготовлении крышек круглой формы используется меньше материала и снижается их себестоимость.
Вот оказывается, какие причины, почему крышки канализационных люков круглые. Но меня интересует еще один вопрос: есть ли фигура, по свойствам похожая на круг. И здесь мне помогла передача, которую я смотрю - «Галилео». Из нее я узнал, что есть фигура по свойствам похожая на круг. Это треугольник Рёло. Его изучением занимался немецкий ученый Франц Рёло в 19 веке. Давайте и мы проверим это.
Опыт 5. Треугольник Рёло — фигура, имеющая постоянную ширину. Проводим две касательные прямые линии, фиксируем их ширину и начинаем вращать треугольник Рёло. И всегда одна точка, расположенная в одном из «углов» треугольника Рёло, а другая на противоположной дуге окружности, будут касаться линий.Опыт 6. Предмет, изготовленный в форме треугольника Рёло может перекатываться. Установим на 2 цилиндра в форме этих треугольников дощечку и увидим, что она перекатывается.
Опыт 7. Треугольник Рёло, если его установить на люк, тоже не провалится. Мной был изготовлен такой макет и вам предлагаю убедиться в этом.
3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведя работу я смог сделать вывод о том, что выдвинутая мной гипотеза - кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков, подтвердилась. Но изготавливать круглые крышки проще — меньше вероятность допустить ошибку и, поэтому изготавливают именно их. И теперь я смогу ответить на вопрос, который часто задают при приеме на работу в Microsoft. Вот эти ответы: безопасность, удобство при передвигании, ниже стоимость, меньше ошибок при их изготовлении.
И еще я узнал очень интересные факты .
1. Когда проводятся гонки болидов по городским улицам, крышки привариваются к люкам. При движении гоночных болидов благодаря их аэродинамическим характеристикам создается настолько низкое давление воздуха между дорогой и днищем машины, что его достаточно, чтобы поднять крышку канализационного люка.
2.В начале 2000-х годов в Москве проходил большой арт-проект «Канализации всех стран, соединяйтесь!» - где были представлены фотографии канализационных люков со всего мира.
4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ
1.http://www.etudes.ru/ru/etudes/mazda
2.http://otvetprost.com/387-pochemu-lyuki-kruglye.html
3.http://expirience.ru/pochemu-lyuki-kruglye/
4.Запись передачи «Галилео» от мая 2012г.
Все люки смотровых колодцев закрывают люками круглой формы, и так делается во всем мире. Невольно появляется вопрос о том, почему же канализационный люк делают круглым.
Этот вопрос стал уже можно сказать шутливой головоломкой, доходит до курьезов, когда люди пытаются на него ответить. А ответ на него лежит на самой поверхности, нужно просто знать об его устройстве и где и для чего он используется.
Логичное объяснение формы люка
Так почему же канализационные люки делают именно круглыми, а не например квадратными, прямоугольными или треугольными. Ответ прост – все потому, что как ее ни крути она никогда не провалится внутрь колодца и не наделает там бед, например ударив работающего там человека или пробив .
Крышка другой формы, например квадратная, от вибрации может сдвинуться и проскочить в колодец углом. Связано это с тем, что у квадрата диагональ больше его сторон, а у круга радиус один (как его ни крути).
Еще один вариант, который не стоит отвергать – круглая форма уменьшает внутренние силы, которые могут возникать при ее установке. Таким образом можно сэкономить, выпуская более тонкие крышки.
Видео: Почему канализационные люки круглые
Кроме того, круглую крышку проще транспортировать одному человеку. Ее можно докатить до места, а квадратную придется нести с помощниками.
Приведенные пояснения показывают, что на выбор формы канализационного люка повлияла элементарная практичность и экономия.
Устройство канализационного люка
Канализационные люки устанавливаются сверху смотровых колодцев, которые разделяются на несколько видов, в зависимости от типа коммуникаций:
- Системы водостока.
- Ливневые канализации.
- Электросети.
Смотровой колодец устроен следующим образом:
- Рабочее помещение;
- Шахта;
- Крышка.
Размер рабочего помещения может быть разным, все зависит от типа коммуникации для которого оно предназначено. Его глубина так же зависит от глубины залегания сети, стандартной высотой считается – 1,8 метра.
Шахта делается круглой формы, диаметром 70 сантиметров. Стенки выкладываются из бетонных колец или кирпича и оснащаются лестницей.
Люк, в целях безопасности и предотвращения захламления шахты и рабочего помещения, закрывается крышкой. Крышки, до недавнего времени делали только из чугуна, поэтому они имеют довольно солидный вес.
Большая масса конструкции является необходимым условием, так как это помогает предотвратить ее самопроизвольное сдвигание под действием вибрации от движения автомобилей. Вес чугунных люков зависит от их конструкции и размера.
Так например масса одной только крышки люка марки Т(С250) – 53 кг, ТМ(С 250) – 78 кг, ТМ(Д400) – 45 кг. Так что, это довольно увесистые предметы которые не легко поднять.
На поверхность крышки есть ребра. Это делается для увеличения прочности и лучшего сцепления с автомобильными шинами и подошвой пешеходов. Крышка может быть плоской или выпуклой.
Из какого материала делают люки
При изготовлении канализационных люков может использоваться разный материал. Это может быть:
- Чугун.
- Бетон.
- Железобетон.
- Полимерно-песчаная смесь.
- Композитный материал.
- Резина.
Раньше, предпочтение отдавалось чугунным люкам, которые считались самыми прочными и надежными. Сегодня, чаще можно встретить люки из других материалов – пластиковые, резиновые или композитные. С одной стороны они намного дешевле, а с другой – по качеству не уступают своим предшественникам.
В 90-х годах, по России прокатился «бум», связанный с воровством чугунных крышек с канализационных люков. Поэтому, производитель и эксплуатационные компании постепенно перешли на люки из других материалов, которые нельзя сдать в металлолом.
Заключение
Канализационные люки круглой формы более практична, технологичны и имеют длительный срок эксплуатации. Такие модели устойчивы к перепадам температур. Именно поэтому для них выбрана именно такая форма.
Видео: ВОПРОС — ОТВЕТ №11 Почему крышки люков круглые
Цивилизация начала формироваться только тогда, когда человек придумал канализацию. Первые организованные сточные системы начали появляться еще в мегаполисах Древнего Египта, в Древней Греции и Риме они усовершенствовались и уже тогда, фактически, получили такую архитектуру, которую мы имеем сегодня, если заглянуть в любой канализационный люк.
Новая коллекция люков
Для простого обывателя театр начинается известно откуда, а городская канализация, линии электросети, кабели связи, ливневая канализация, начинаются с люка. На люках мы сегодня и остановимся в буквальном смысле слова, разберемся, из чего, собственно, они изготовлены, почему канализационный люк круглый и рассмотрим фото самых интересных люков.
Да, люки тоже могут быть интересными. Есть определенный вид коллекционеров, которые собирают интересные люки. Хищение муниципального имущества, конечно, мы не приветствуем, но есть и такие ярые поклонники этого вида коллекционирования, которые на все пойдут, чтобы стащить исторический или редкий люк. Подборку таких канализационных люков мы представляем на страничке. Тех, которые еще не успели стащить.
Особенности устройства подземных коммуникаций
Мы редко задумываемся о том, как устроена система городской канализации, системы водостока, как проложены линии связи и мощные кабеля электросети. Это довольно сложная инженерная система, которая имеет свои законы и непоколебимые правила. Когда проектируют систему канализации, то учитывают не только геодезические данные, но и систему коммуникаций, которая была проложена, возможно, несколько столетий назад.
Проект городской канализационной системы содержит массу информации, которая сводится в один документ. При этом учитывается куча факторов:
Часто получается так, что один люк может работать как для обслуживания каналов связи, так и для водопроводов, систем отопления и канализации, что сильно усложняет процесс ремонта и эксплуатации.
Правила трассировки трубопроводов
Если мы говорим о канализационных трубах, то их прокладка, или говоря инженерным языком, трассировка, требует соблюдения самых современных нормативов и правил, которые часто обновляются в связи с расширением инфраструктуры города. Вот только основные законы прокладки труб:
Любой канализационный люк состоит из кольца горловины и непосредственно крышки люка. Диаметр горловины может быть от 600 до 1500 мм, но встречаются люки и до двух метров в диаметре. Размер люка напрямую зависит от смотровой камеры, в которой проводятся профилактические работы и ремонт трубопровода.
Почему все люки - круглые
Непосредственная задача люка, то есть его крышки - предохранять смотровую камеру от грязи и пыли, а также предотвращать попадание туда инородных предметов. И, конечно, люки устанавливают в целях безопасности прохожих или транспорта, поскольку смотровые камеры чаще всего расположены или автомагистралями, или под пешеходными дорожками.
Классический канализационный люк - круглый и выполнен из чугуна. Форма люка обусловлена прежде всего такими моментами:
Да и привычнее как-то видеть дороги и тротуары с круглыми люками, которые совсем необязательно могут быть металлическими. В тех участках, где не предполагается проезд тяжелого транспорта, сейчас устанавливают пластиковые люки, которые могут выдерживать нагрузку до 5-8 тонн.
Пожалуй, у люков есть еще какие-то секреты, но основной вопрос, ставший уже классическим, мы раскрыли, люками полюбовались, посему разговор можно считать завершенным. Ходите по люкам осторожно!
Почему люки круглые? Те, которые закрывают-открывают вход в канализационную систему. Те, которые приходится обходить, чтобы не случилось несчастье. Они настолько привычно вошли в повседневную жизнь, что многие люди не замечают постороннего предмета на своем пути и автоматически перешагивают опасное место.
Есть еще и автовладельцы, которые старательно объезжают места выхода канализации на поверхность, чтобы сохранить подвеску. По этой причине вопрос о форме крышки может волновать достаточно большое количество людей.
Отчего выбрана такая форма?
Человек является существом высшего порядка, благодаря своему умению и желанию открывать мир, искать и находить ответы на интересующие вопросы. А людям любопытно очень многое. Почему огромные слоны опасаются мышей? Куда деваются упавшие звезды? Как сделать волшебную палочку? Почему крышка люка без углов и лишних петель?
Конечно, встречаются квадраты, звезды, треугольники на асфальте. Но это происходит так редко, что можно классифицировать как исключение. А закономерность – люк в форме круга. И причин тому несколько:
1. Идеальная форма для канализационных колодцев – круглая. Их легче обслуживать. Вероятность образования засоров минимальна. Понятно, что для закрывания колодцев рациональнее всего использовать крышки той же формы, но в чуть увеличенном диаметре.
2. Производство круглых крышек обходится заводам дешевле, чем изготовление других форм. Главным образом, это связано с экономией материала. Что такое круг? Это довольно-таки удачная геометрическая фигура. При ограниченном количестве материала выбор именно такой формы позволит заполучить максимальную площадь (по сравнению с другими фигурами). Ведь отношение площади сечения круга к длине окружности больше, чем у квадратов или прямоугольников.
3. Сэкономить можно также на толщине, если правильно подобрать форму люка. Возникающая нагрузка равномерно распределяется, сокращая внутреннее давление, только в круге. Поэтому крышка может быть более тонкой, даже сохраняя свою крепость и надежность.
4. Канализационный люк, закрывающий колодец круглого сечения, не провалится внутрь. Ни из какого положения. А это дополнительные меры безопасности для выполнения сантехнических работ.
5. Каждая точка на окружности люка – это точка концентрации напряжения. Равномерное распределение нагрузки, о котором уже упоминалось выше, имеет еще одно преимущество. Именно такая форма позволяет проще открывать колодец, смещая тяжелую крышку в сторону.
С прямоугольными люками несколько иначе. Там напряжение сконцентрировано в углах. С такими крышками придется повозиться.
6. Круглые варианты легче перемещать не только из-за распределения нагрузки, но и просто из-за отсутствия углов. Как правило, канализационные крышки делаются из чугуна. Это очень тяжелый материал. И любое изделие из него почти неподъемное. Круг же можно поставить на ребро и катить.
Кроме вышеперечисленных причин следует упомянуть еще один немаловажный момент. Есть такая производственная закономерность: чем меньше у детали выступов и углов, тем меньше брака выйдет из-под станка. Поэтому производство круглых люков более чем оправдано.
С вопросом о том, почему у канализационных люков круглая форма сталкивались многие. Большинство слышали его на собеседованиях при приеме на работу. Таким способом «коварные» менеджер по персоналу проверяют общую эрудированность и способность к креативному мышлению у потенциальных сотрудников.
Также часто этот вопрос используется во всевозможных конкурсах и викторинах. Если изучить устройство канализационных люков, то ответ на вопрос станет очевидным и вполне понятным. Вот этим и займемся.
Устройство канализационного люка
Канализационный колодец обычно состоит из шахты и рабочего помещения, а люк служит крышкой. Рабочее помещение обустраивают и располагают в зависимости от типа обслуживаемых коммуникаций и требований к их эксплуатации. От этого также зависит глубина шахты и размеры помещения.
- Обычно высота помещения составляет 1,8 метра, но может быть больше или меньше. Основным критерием для ее определения является глубина пролегания коммуникаций. Длина шахты напрямую зависит от глубины помещения. Обычно шахта круглой формы и в диаметре составляет 0,7 метра. В шахте должна быть лестница, чтобы работник мог спуститься в помещение. Материалом при строительстве шахты обычно служит кирпич или бетон.
- Крышка на канализационном люке необходима, чтобы предотвращать попадание в шахту посторонних предметов и людей. Круглая форма не допускает того, чтобы крышка провалилась в шахту, если на нее кто-нибудь наступит, а значит, защищает от несчастных случаев. Это самая главная причина, по которой форму канализационных люков делают круглой.
- Также крышки имеют достаточно большую массу, и иногда это тоже вызывает вопросы. Этот факт тоже можно легко объяснить. Очень часто канализационные люки расположены на проезжей части и при движении колеса автомобиля попадают на крышку. Если бы крышка была легкой, то она бы легко переворачивалась, открывая шахту и создавая вероятность аварий. Чтобы этого избежать, крышки отливают из чугуна, который считается одним из самых тяжелых металлов.
- На поверхности крышки обычно есть выпуклые полоски, буквы или другие рисунки и изображения. Это тоже сделано неслучайно. Ребристая поверхность предотвращает скольжение и увеличивает прочность сцепления покрышек автомобилей и подошв пешеходов с поверхностью люка. Бывают плоские крышки, а бывают — выгнутые в середине, но вогнутых внутрь вы не встретите никогда и нигде.
На колодцах кабельной канализации обычно расположены сразу две крышки — защитная и запорная.
Защитная находится сверху. На запорной крышке дополнительно расположен замок, который предотвращает проникновение внутрь шахты посторонних лиц с целью кражи кабеля. Такие крышки легче обычных, потому что изготавливаются из стали.
Также канализационные люки могут устанавливаться в колодцах газовых, тепловых, водопроводных и других инженерных сетей, а также ливневые канализации.
Каждый из них предназначен для того, чтобы ни один посторонний человек или животное случайно или специально не проник в канализационный колодец, шахту и не получил беспрепятственный доступ к подземным коммуникациям.
Разновидности канализационных люков
Канализационные люки можно разделить на несколько видов в зависимости от конструкции, материала, из которого изготовлен люк, и типу коммуникаций, которые он закрывает. Канализационные люки могут закрывать водосточные системы, кабельные (электрические или телефонные), системы ливневого стока.
В зависимости от используемого при изготовлении материала можно выделить чугунные, пластиковые, композитные, бетонные, железобетонные и резиновые люки, а также люки из полимерно-песчаной смеси.
Полезная информация ! У каждого материала имеются свои плюсы и минусы, с учетом которых можно подобрать оптимальный вариант для определенной ситуации. Но все-таки традиционным вариантом является канализационный люк из серого или высокопрочного чугуна. Этот материал имеет высокую прочность, устойчив к механическим воздействиям разного характера, независим от погодных условий, а срок его эксплуатации превышает срок годности всех остальных материалов.
Безопасность канализационных люков
Основная цель придания канализационному люку круглой формы — обеспечить безопасность населения. К сожалению, случаи падения взрослого человека или ребенка в открытую канализационную шахту не так уж редки. Если шахта неглубокая, то это может закончиться одним или несколькими переломами, а вот большая глубина может грозить даже смертельным исходом.
Частыми причинами таких падений является кража крышки канализационного люка.
Сейчас многие люди, идя по улице, отвлекаются на разговоры по мобильному телефону или написание смс-сообщений, иногда так увлекаясь, что забывают смотреть под ноги. Такая рассеянность и приводит к несчастным случаям.
Также в открытый люк может попасть автомобиль, что в лучшем случае приведет к незначительным повреждениям машины, а в худшем — к травмам пассажиров. В опасности находятся и любители покататься на других видах транспорта — скутерах, мотоциклах, мопедах, велосипедах, роликах или скейтбордах. Попадание в люк на большой скорости чревато серьезными травмами.
Занятные факты о канализационных люках
Если канализационный люк был установлен достаточно давно, то его открытие может оказаться серьезной проблемой. В этом случае специалисты приваривают к люку сверху металлическую ручку, открывают люк, производят необходимые операции, закрывают, а затем ручку срезают.
Также в производство давно запущены люки с уже имеющимися отверстиями, в которые можно вставить крюк и таким образом вытянуть крышку.
Но такие люки нельзя использовать при закрытии электрических, телефонных и кабельных сетей. Это объясняется тем, что в отверстия из-за дождя или таяния снега может попасть вода, что может повредить сети и негативно сказаться на работе всей системы.
Также следует объяснить вопрос, касающийся излишней массы канализационных люков.
Такой вес крышкам придают специально для того, чтобы затруднить, а иногда и предотвратить их кражу. Дело в том, что бесплатный металл всегда привлекал любителей поживиться за счет государства. Так, в последнее десятилетие ХХ века на территории советского союза было украдено несколько тысяч крышек от канализационных люков. Воры сдавали их на металлолом, тем самым зарабатывая существенные деньги.
Полезная информация ! Чтобы избежать краж, в настоящее время используются деревянные щиты, пластиковые люки или бетонные круги, которыми сверху накрывают основную крышку. Также получили распространение крышки, крепящиеся с помощью металлических петель. Их нельзя просто снять и унести, придется использовать специальное оборудование, что затруднит процесс воровства.
Также люки делаются такими массивными, чтобы подростки не устраивали игры в канализации или не использовали их для других, менее пристойных дел.
Есть еще несколько объяснений того, почему у канализационных люков круглая форма.
- Во-первых, такая форма облегчает транспортировку. Люки достаточно тяжелые и чтобы перенести крышку, например, квадратной формы нужно воспользоваться силой одного или даже двух взрослых мужчин. Круглую крышку может легко прокатить по земле любой подросток и на любые расстояния.
- Во-вторых, не возникает проблем при установке крышки. Вряд ли у кого-то возникнут вопросы по расположению ее в люке колодца. Единственной ошибкой здесь может стать установка ее не той стороной вверх, но это не очень критично для эксплуатации.
- Ну, и в-третьих, на производство круглых изделий используется меньше материала.
