Giải Công Nghệ 10 trang 111

⚠️ Lưu ý: Hình ảnh được cung cấp tương ứng với trang 110 và 111 của SGK (Bài 19 – Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế kĩ thuật, mục Nhân trắc – An toàn – Năng lượng). Tôi sẽ giải toàn bộ các câu hỏi Khám phá và Luyện tập có trong hai trang này.

---

🔍 Kiến thức cần nhớ

1. Nhân trắc trong thiết kế kĩ thuật

• Là yếu tố thể hiện mối quan hệ giữa cấu trúc, hình thể, khả năng vận động của con người với sản phẩm thiết kế.
• Một sản phẩm đảm bảo tính nhân trắc giúp người dùng cảm thấy an toàn, thoải mái, tiện lợi, hiệu quả và không ảnh hưởng đến sức khoẻ.
• Ba yếu tố chính cần quan tâm khi thiết kế:
• Kích cỡ của người sử dụng.
• Các chuyển động khi sử dụng sản phẩm.
• Phản ứng của cơ thể với thiết kế thông qua các giác quan.

2. An toàn

• Là yếu tố quan trọng, cần được xem xét ở mọi giai đoạn: thiết kế, sản xuất, sử dụng.
• Các yếu tố cần lưu ý: an toàn về điện, nhiệt, cháy nổ.
• Quy ước màu sắc cảnh báo: đỏ = nguy hiểm; hổ phách (vàng cam) = thận trọng; xanh = an toàn.

3. Năng lượng

• Sản phẩm thiết kế cần tiêu tốn ít năng lượng.
• Hướng tới khai thác năng lượng tái tạo (gió, mặt trời, nước, sinh khối, thuỷ triều, địa nhiệt…) thay cho năng lượng hoá thạch.

💡 Mẹo nhớ: Bốn yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế kĩ thuật: Thẩm mĩ – Nhân trắc – An toàn – Năng lượng (TNAN).

---

⚙️ Bài tập

Câu 1 (Khám phá – trang 110)

Đề bài: Quan sát Hình 19.3 và cho biết sai sót trong các thiết kế là gì. Mô tả về mối quan hệ tư thế, kích cỡ của người sử dụng với phương án thiết kế đúng.

Cách 1 — Phân tích trực tiếp từng tư thế

Hình 19.3 thể hiện 4 tư thế ngồi làm việc với các bộ ghế – bàn khác nhau. Ba tư thế đầu (chấm đỏ) là sai, tư thế cuối (chấm xanh) là đúng.

Tư thế 1 – Bàn quá thấp, ghế bình thường:

• Sai sót: Người ngồi phải cúi gập lưng và cổ xuống quá thấp để làm việc.
• Hậu quả: Đau mỏi cổ, vai, gáy; lâu dài gây cong vẹo cột sống.

Tư thế 2 – Ghế quá cao, bàn quá thấp:

• Sai sót: Đầu gối gập quá nhỏ, lưng phải cúi gập rất sâu, hai chân không chạm sàn vững vàng.
• Hậu quả: Cản trở tuần hoàn máu ở chân, gây mỏi lưng, đau cột sống.

Tư thế 3 – Bàn quá cao so với ghế:

• Sai sót: Người phải nhô vai, nâng tay lên cao để viết; mắt nhìn xuống không thuận lợi.
• Hậu quả: Mỏi vai, mỏi tay, ảnh hưởng đến thị lực.

Tư thế 4 – Thiết kế ĐÚNG (chấm xanh):

• Lưng thẳng, tựa thoải mái vào lưng ghế.
• Cánh tay và cẳng tay tạo góc khoảng 90° khi đặt lên bàn.
• Đùi và cẳng chân vuông góc, bàn chân đặt phẳng trên sàn.
• Mắt nhìn thẳng xuống mặt bàn ở khoảng cách hợp lý (~25 – 30 cm).

Mối quan hệ tư thế – kích cỡ – thiết kế đúng:

Chiều cao ghế, chiều cao bàn phải phù hợp với kích cỡ cơ thể người sử dụng để khi ngồi:

• Cột sống ở tư thế trung tính (thẳng tự nhiên).
• Các khớp gối, khuỷu tay tạo góc khoảng 90°.
• Cơ thể không phải gập, vươn, nhô để thực hiện thao tác.

Cách 2 — Áp dụng nguyên tắc "tư thế trung tính"

Một thiết kế đạt nhân trắc tốt phải đảm bảo người dùng làm việc trong tư thế trung tính: cột sống thẳng, các khớp ở góc tự nhiên (~90°), tầm với hợp lý.

Đối chiếu với 4 hình:

• Hình 1, 2, 3: vi phạm nguyên tắc trên ⇒ thiết kế sai.
• Hình 4: đáp ứng đầy đủ ⇒ thiết kế đúng.

💡 Mẹo nhớ: Quy tắc 3 góc 90° khi ngồi học/làm việc: cổ chân – đầu gối – khuỷu tay đều ở khoảng 90°.

---

Câu 2 (Luyện tập – trang 110)

Đề bài: Quan sát Hình 19.4 và cho biết trong các cặp hình thực hiện cùng một động tác dưới đây, hình nào thể hiện tư thế sử dụng công cụ lao động thuận tiện và thoải mái hơn.

Cách 1 — So sánh từng cặp tư thế

Hình 19.4 gồm 3 cặp hình, mỗi cặp là cùng một động tác nhưng tư thế cổ tay khác nhau:

Cặp 1 – Cưa (hoặc thao tác kéo/đẩy ngang):

• Hình bên trái: cổ tay bị bẻ cong, gập so với cẳng tay.
• Hình bên phải: cổ tay thẳng với cẳng tay.
• ⇒ Hình bên phải thuận tiện và thoải mái hơn.

Cặp 2 – Cầm nắm dụng cụ nhỏ:

• Hình bên trái: bàn tay bẻ ngược lên so với cẳng tay.
• Hình bên phải: bàn tay nằm thẳng hàng với cẳng tay.
• ⇒ Hình bên phải thuận tiện và thoải mái hơn.

Cặp 3 – Đóng búa:

• Hình bên trái: cổ tay gập xuống, cẳng tay và búa không thẳng trục.
• Hình bên phải: cổ tay thẳng, lực truyền từ vai – cánh tay – búa theo một đường tự nhiên.
• ⇒ Hình bên phải thuận tiện và thoải mái hơn.

Kết luận: Trong cả 3 cặp, các hình bên phải thể hiện tư thế sử dụng công cụ thuận tiện, thoải mái và an toàn hơn.

Cách 2 — Áp dụng nguyên tắc cổ tay trung tính

Trong thiết kế công thái học, cổ tay ở tư thế trung tính (thẳng hàng với cẳng tay) sẽ:

• Truyền lực hiệu quả nhất.
• Giảm áp lực lên dây thần kinh giữa và gân cơ.
• Hạn chế chấn thương lặp lại như hội chứng ống cổ tay.

⇒ Hình nào giữ cổ tay thẳng với cẳng tay là hình đúng và thoải mái hơn ⇒ các hình bên phải trong Hình 19.4.

⚠️ Lưu ý thi: Đề thi thường yêu cầu giải thích vì sao chứ không chỉ chọn hình. Hãy nhớ cụm từ chìa khoá: "cổ tay thẳng, lực truyền hiệu quả, tránh tổn thương cơ – gân – thần kinh".

---

Câu 3 (Luyện tập – trang 111)

Đề bài: Quan sát Hình 19.5 và cho biết:

• Những nguy cơ mất an toàn khi sử dụng bàn là.
• Giải pháp an toàn cho bàn là được thiết kế như thế nào?

Cách 1 — Liệt kê theo từng nhóm nguy cơ

a) Những nguy cơ mất an toàn khi sử dụng bàn là:

• Nguy cơ về nhiệt: Mặt đế bàn là rất nóng (có thể tới 200°C) ⇒ gây bỏng da khi chạm vào, cháy quần áo, vải, đồ vật đặt gần.
• Nguy cơ về điện: Công suất bàn là lớn, dây điện có thể hở, đứt gây giật điện, chập cháy.
• Nguy cơ cháy nổ: Để bàn là đang cắm điện trên quần áo hoặc bề mặt dễ cháy có thể gây hoả hoạn.
• Nguy cơ rò rỉ hơi nước (với bàn là hơi nước): Hơi nước nóng phun ra có thể gây bỏng tay, bỏng mặt.
• Nguy cơ đổ, ngã: Dây điện vướng víu có thể làm bàn là rơi xuống chân hoặc kéo đổ.

b) Giải pháp an toàn được thiết kế trên bàn là:

• Tay cầm cách nhiệt: Làm bằng nhựa chịu nhiệt, có gờ chống trượt ⇒ tránh bỏng và tuột tay.
• Vỏ ngoài cách điện, cách nhiệt: Hai lớp, đảm bảo nhiệt không truyền ra vỏ.
• Đèn báo và bộ điều chỉnh nhiệt độ (rơ-le nhiệt): Tự động ngắt khi đạt nhiệt độ cài đặt, tránh quá nhiệt gây cháy.
• Chức năng tự ngắt (auto-off): Bàn là tự ngắt điện khi không sử dụng trong một khoảng thời gian hoặc khi bị nghiêng/đổ.
• Dây điện chịu nhiệt, có lớp cách điện tốt: Một số loại có khớp xoay 360° để dây không bị xoắn.
• Đế đặt bàn là ổn định: Có gót dựng đứng vững, chống trơn trượt.
• Đèn tín hiệu: Báo trạng thái đang nóng hoặc đã nguội.
• Màu sắc, kí hiệu cảnh báo: Sử dụng các màu/biểu tượng cảnh báo nhiệt độ cao.

Cách 2 — Theo nguyên tắc "phòng – chống – cảnh báo"

💡 Mẹo nhớ: Nguy cơ bàn là gói gọn trong "3Đ": Điện – Đốt (nhiệt) – Đổ ngã. Mỗi Đ đều có giải pháp thiết kế tương ứng.

⚠️ Lưu ý thi: Khi gặp câu hỏi về an toàn của một sản phẩm điện – nhiệt (bàn là, ấm điện, lò vi sóng…), hãy phân tích theo 3 nhóm nguy cơ: điện giật – bỏng nhiệt – cháy nổ; sau đó nêu giải pháp tương ứng cho từng nhóm.

---

🎯 Ghi nhớ: - Nhân trắc = thiết kế phải vừa với kích cỡ – chuyển động – giác quan của con người. Quy tắc vàng: giữ tư thế trung tính (cột sống thẳng, các khớp ~90°, cổ tay thẳng với cẳng tay). - An toàn = phòng ngừa nguy cơ về điện, nhiệt, cháy nổ ngay từ khâu thiết kế; sử dụng màu sắc cảnh báo: đỏ – nguy hiểm, vàng cam – thận trọng, xanh – an toàn. - Năng lượng = sản phẩm phải tiết kiệm năng lượng và ưu tiên dùng năng lượng tái tạo (gió, mặt trời, nước, sinh khối...). - Bốn yếu tố lớn ảnh hưởng đến thiết kế kĩ thuật: Thẩm mĩ – Nhân trắc – An toàn – Năng lượng.