След моей семьи на земле: сквозь призму математики

Захаров Станислав Сергеевич, 5 класс, КГУ «Забеловская общеобразовательная школа отдела образования Житикаринского района» Управления образования акимата Костанайской области, Казахстан, Костанайская область, Житикаринский район, с. Забеловка.

Руководитель:  Ковтун Любовь Юрьевна, учитель математики, Бакунова Елена Васильевна,  учитель начальных классов, КГУ «Забеловская общеобразовательная школа отдела образования Житикаринского района» Управления образования акимата Костанайской области, Казахстан, Костанайская область, Житикаринский район, с. Забеловка.

След моей семьи на земле: сквозь призму математики

След моей семьи на земле: сквозь призму математики

АННОТАЦИЯ

Целью данного исследования является изучение экологического следа семьи и определение способов его уменьшения с помощью математики.

Из поставленной цели вытекают следующие задачи:

1. Сбор данных о расходе ресурсов (вода, электричество).
2. Перевести данные в числовую форму и оформить в таблицах.
3. Построить диаграммы и провести математический анализ.
4. Сравнить полученные результаты с экологическими нормами.
5. Сформулировать рекомендации по уменьшению экологического следа семьи.

Объект исследования – экологический след семьи, предмет исследования – математический анализ использования ресурсов (вода, электричество).

Гипотеза исследования: если семья будет бережнее относиться к расходу воды, электричества, то экологический след уменьшится и это положительно повлияет на природу.

Актуальность выбранной темы объясняется тем, что каждый человек оставляет свой «экологический след», и если его не контролировать, ресурсы Земли могут истощиться. Умение подсчитывать расход ресурсов помогает людям понять, где происходит перерасход, и вовремя изменить привычки, что со временем поможет экономно потреблять ресурсы.

Практическое значение этого исследования помочь моей семье сократить расход ресурсов, что может быть полезно для одноклассников, которые захотят посчитать свой экологический след. Работа показывает, что математика может применяться в жизни для решения экологических проблем.

Новизна исследования: как простая математика (средние значения, проценты, диаграммы) может помочь школьнику понять влияние человека на природу и найти способы его уменьшения.

 

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Понятие «экологический след»

Человек каждый день использует разные ресурсы: воду, электричество, бумагу, транспорт. Всё это необходимо для жизни, но любое использование ресурсов отражается на природе. Учёные называют это экологическим следом.

Экологический след показывает, сколько природных ресурсов человек берёт у планеты и сколько отходов после этого остаётся. Если люди используют слишком много ресурсов, природе становится трудно восстанавливаться. Поэтому важно уметь подсчитать свой экологический след и понять, как его уменьшить.

Экологический след — это показатель, который помогает понять, как деятельность человека влияет на природу. Он объединяет в себе все ресурсы, которые человек использует, и все отходы, которые он производит.

Этот показатель может рассчитываться для одного человека, семьи, города, страны и даже всего мира. Чем больше ресурсов тратится, тем больше становится экологический след.

Экологический след нужен для того, чтобы понять, хватает ли планете ресурсов для восстановления. Если люди используют больше, чем природа может возобновить, это приводит к экологическим проблемам.

 

1.2 Основные виды ресурсов, которые использует семья (вода, электроэнергия)

Каждый день семья использует разные ресурсы, чтобы жить в комфорте. Самые главные из них – это вода и электроэнергия.

Вода – один из самых ценных ресурсов на Земле. Она нужна не только для питья, но и для приготовления еды, стирки, уборки, мытья посуды и принятия душа. Без воды невозможно выращивать овощи и фрукты, разводить животных и поддерживать чистоту. Но часто люди тратят гораздо больше воды, чем им это необходимо. Например, если кран остаётся открытым во время чистки зубов, за несколько минут может уйти до 10 литров воды. Из-за неэкономного использования воды в некоторых странах возникает её нехватка. Поэтому важно помнить, что запасы воды ограничены и относиться к ней бережно [1].

Электроэнергия – ещё один важный ресурс. Благодаря электричеству в домах работает свет, холодильники, телевизоры, компьютеры, телефоны и другие приборы. Электроэнергию получают на электростанциях. Иногда для этого используют уголь, газ и нефть. При их сжигании в атмосферу попадают вредные вещества, которые загрязняют воздух. Есть и более экологичные способы получения электричества: солнечные батареи, ветряные и гидроэлектростанции.

Когда люди расходуют слишком много электричества, увеличивается нагрузка на электростанции и возрастает загрязнение природы. Поэтому важно экономить электричество: выключать свет в комнате, когда никто там не находится, пользоваться энергосберегающими лампами, не оставлять зарядные устройства включёнными без необходимости [2].

Таким образом, вода и электроэнергия – это ресурсы, без которых невозможно представить жизнь человека. Но их использование связано с расходом природных богатств планеты. Если мы будем относиться к ним экономно, это поможет сохранить природу и сделать жизнь более устойчивой.

 

1.3 Роль математики в изучении экологии

Математика играет очень важную роль в экологии. Экология изучает, как человек влияет на природу, а для этого нужны точные подсчёты. Именно математика помогает превратить наблюдения и данные в понятные цифры, таблицы и графики.

 

С помощью математики можно:

• Собирать и обрабатывать данные. Например, подсчитать, сколько литров воды расходует семья за неделю или сколько киловатт электроэнергии уходит за месяц.
• Вычислять средние значения. Это помогает понять, сколько ресурсов обычно тратится в день или месяц.
• Находить проценты и доли. Благодаря этому можно узнать, какая часть всей воды уходит на душ, а какая – на мытьё посуды.
• Сравнивать величины. Математика помогает увидеть, тратит ли семья больше или меньше ресурсов по сравнению с нормами.
• Строить диаграммы и графики. На них видно, какие ресурсы расходуются больше всего и где есть перерасход.

Таким образом, математика делает экологические исследования точными и понятными. Без неё нельзя было бы измерять экологический след, сравнивать результаты и находить способы экономии.

Математика и экология тесно связаны: математика даёт инструменты для подсчётов, а экология объясняет, зачем эти подсчёты нужны. Вместе они помогают людям заботиться о природе и делать жизнь более разумной и безопасной для планеты.

Математика играет очень важную роль в экологии. Чтобы понять, как люди влияют на природу, нужно уметь считать и сравнивать разные показатели.

Например, если семья использует воду, электричество или бумагу, то можно записать все эти данные в таблицу. С помощью математики легко посчитать, сколько всего ресурсов расходуется за день, неделю или месяц.

Математика помогает:

• находить средние значения (например, сколько литров воды уходит в день);
• вычислять проценты (какая часть электричества тратится на освещение, а какая — на бытовую технику);
• строить диаграммы и графики, чтобы наглядно показать, где расходуется больше ресурсов;
• сравнивать полученные данные с нормами и видеть, есть ли перерасход.

Без математики экологический след невозможно измерить. Только с помощью чисел можно точно сказать, сколько ресурсов использует семья и какие шаги помогут уменьшить нагрузку на природу.

Таким образом, математика и экология связаны очень тесно: экология показывает проблему, а математика помогает её посчитать и найти решение.

 

2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Сбор и фиксация данных об экологическом следе нашей семьи

Чтобы узнать, какой экологический след оставляет наша семья, я начал собирать данные о том, сколько ресурсов мы используем каждый день. Для этого я:

• смотрел показания счётчиков воды и электричества,
• записывал все данные в специальную таблицу.

Наблюдения велись в семье из 7 человек (5 детей и 2 взрослых).

Мы решили, что наблюдения будут проводиться целый год, потому что летом, зимой, весной и осенью расход ресурсов очень разный. Например, летом часто поливают огород и принимают душ в жаркую погоду, а зимой дольше горит свет и больше включаются электроприборы.

Для объективности мы выбрали 4 месяца (по одному из каждого сезона):

январь (зима),

апрель (весна),

август (лето),

сентябрь (осень).

В течение недели этих месяцев мы записывали показания счётчиков в таблицы:

• воду (л) — сколько литров воды израсходовано (показания счетчика).
• электроэнергию (кВт/ч) — сколько киловатт-часов показал счётчик.
• примечание — особые обстоятельства (например, приходили гости, был мороз, отключили свет или семья уезжала).

Расход воды в 2025 году

ЯНВАРЬ (ЗИМА)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Вода (м3)	Примечание
12.01.2025	286,700	286,985	0,285	Мороз -25°C
13.01.2025	286,985	287,255	0,27
14.01.2025	287,255	287,545	0,29
15.01.2025	287,545	287,925	0,38	Семья дома весь день
16.01.2025	287,925	288,235	0,31
17.01.2025	288,235	288,510	0,275
18.01.2025	288,510	288,805	0,295
Итого за 7 дней:			2,2
2,2 м3 (в неделю) * 4 недели = 8,8 м3 (в месяц по факту)                 8,8 м3 * 1000  = 8800 л (за месяц по факту)
8,8 м3 * 55 тг = 484 тг (за месяц по факту)
АПРЕЛЬ (ВЕСНА)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Вода (м3)	Примечание
1.04.2025	308,700	309,650	0,950	ДР мамы
2.04.2025	309,650	309,900	0,250
3.04.2025	309,900	310,240	0,340
4.04.2025	310,240	310,345	0,105
5.04.2025	310,345	310,575	0,230
6.04.2025	310,575	311,210	0,635	Семья дома весь день
7.04.2025	311,210	311,525	0,315
Итого за 7 дней:			2,825
2,825 м3 (в неделю) * 4 недели = 11,3 м3 (в месяц по факту)                 11,3 м3 *1000 = 11300 л (за месяц по факту)
11,3 м3 * 55 тг = 621 тг (за месяц по факту)
АВГУСТ (ЛЕТО)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Вода (м3)	Примечание
18.08.2025	407,200	408,050	0,850	Приходили гости
19.08.2025	408,050	408,813	0,763
20.08.2025	408,813	411,670	2,857	Поливали огород
21.08.2025	411,670	412,655	0,985	ДР Станислава
22.08.2025	412,655	413,404	0,749
23.08.2025	413,404	417,006	3,602	Поливали огород
24.08.2025	417,006	419,800	2,794	Поливали огород
Итого за 7 дней:			12,6
12,6 м3 (в неделю) * 4 недели = 50,4 м3 (в месяц по факту)                 50,4 м3 * 1000 = 50400 л (за месяц по факту)
50,4 м3 * 55 тг = 2772 тг (за месяц по факту)
СЕНТЯБРЬ (ОСЕНЬ)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Вода (м3)	Примечание
6.09.2025	432,400	432,794	0,394
7.09.2025	432,794	433,314	0,520
8.09.2025	433,314	433,625	0,311
9.09.2025	433,625	434,256	0,631
10.09.2025	434,256	434,581	0,325
11.09.2025	434,581	434,983	0,402
12.09.2025	434,983	435,297	0,317
Итого за 7 дней:			2,9
2,9 м3 (в неделю) * 4 недели = 11,6 м3 (в месяц по факту)                 11,6 м3 * 1000 = 11600 л (за месяц по факту)
11,6 м3 * 55 тг = 638 тг (за месяц по факту)

Таблица 1.

Расход электроэнергии в 2025 году

ЯНВАРЬ (ЗИМА)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Электроэнергия (кВт/ч)	Примечание
12.01.2025	01157,0	01176,2	19,2	Мороз -25°C
13.01.2025	01176,2	01185,4	9,2
14.01.2025	01185,4	01197,8	12,4
15.01.2025	01197,8	01214,9	17,1	Семья дома весь день
16.01.2025	01214,9	01224,7	9,8
17.01.2025	01224,7	01238,4	13,7
18.01.2025	01238,4	01253,0	14,6
Итого за 7 дней:			96
96 кВт/ч (в неделю) * 4 недели = 384 кВт/ч (в месяц по факту)
384 кВт/ч * 31,75 тг = 12192 тг (за месяц по факту)
АПРЕЛЬ (ВЕСНА)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Электроэнергия (кВт/ч)	Примечание
1.04.2025	02019,2	02031,5	12,3	ДР мамы
2.04.2025	02031,5	02040,9	9,4
3.04.2025	02040,9	02049,8	8,9
4.04.2025	02049,8	02057,7	7,9
5.04.2025	02057,7	02067,5	9,8
6.04.2025	02067,5	02077,8	10,3	Семья дома весь день
7.04.2025	02077,8	02087,2	9,4
Итого за 7 дней:			68
68 кВт/ч (в неделю) * 4 недели = 272 кВт/ч (в месяц по факту)
272 кВт/ч * 31,75 тг = 8636 тг (за месяц по факту)
АВГУСТ (ЛЕТО)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Электроэнергия (кВт/ч)	Примечание
18.08.2025	03435,2	03448,5	13,3	Приходили гости
19.08.2025	03448,5	04357,4	8,9
20.08.2025	04357,4	03466,2	8,8	Поливали огород
21.08.2025	03466,2	03480,1	13,9	ДР Станислава
22.08.2025	03480,1	03487,5	7,4
23.08.2025	03487,5	03498,3	10,8	Поливали огород
24.08.2025	03498,3	03508,2	9,9	Поливали огород
Итого за 7 дней:			73
73 кВт/ч (в неделю) * 4 недели = 292 кВт/ч (в месяц по факту)
292 кВт/ч * 31,75 тг = 9271 тг (за месяц по факту)
СЕНТЯБРЬ (ОСЕНЬ)
Дата	Предыдущие показания	Текущие показания	Электроэнергия (кВт/ч)	Примечание
6.09.2025	03658,2	03671,8	13,6
7.09.2025	03671,8	03681,1	9,3
8.09.2025	03681,1	03692,0	10,9
9.09.2025	03692,0	03700,9	8,9
10.09.2025	03700,9	03713,1	12,2
11.09.2025	03713,1	03722,9	9,8
12.09.2025	03722,9	03735,2	12,3
Итого за 7 дней:			77
77 кВт/ч (в неделю) * 4 недели = 308 кВт/ч (в месяц по факту)
308 кВт/ч * 31,75 тг = 9779 тг (за месяц по факту)

Таблица 2.

Итоги по месяцам (для семьи из 7 человек)

Январь (31 день) - зима

Вода: 8,8 м³ * 1000 = 8800 л

8800 л : 31 день = 284 л/день

Электроэнергия: 384 кВт/ч

384 кВт/ч  : 31 день = 12,4 кВт/ч в день

Апрель (30 дней) - весна

Вода: 11,3 м³ * 1000 = 11300 л

11300 л : 30 день = 377 л/день

Электроэнергия: 272 кВт/ч

272 кВт/ч  : 30 день = 9,1 кВт/ч в день

Август (31 день) - лето

Вода: 50,4 м³ * 1000 = 50400 л

50400 л : 31 день = 1626 л/день

Электроэнергия: 292 кВт/ч

292 кВт/ч  : 31 день = 9,4 кВт/ч в день

Сентябрь (30 дней) - осень

Вода: 11,6 м³ * 1000 = 11600 л

11600 л : 30 день = 387 л/день

Электроэнергия: 308 кВт/ч

308 кВт/ч  : 30 день = 10,3 кВт/ч в день

Если вести расчёт в деньгах, то это составит:

Январь (31 день) - зима

Вода: 8,8 м³ * 55 тг = 484 тг

Электроэнергия: 384 кВт/ч * 31,75 тг = 12192 тг

Итого: 484 тг + 12192 тг = 12676 тг

Апрель (30 дней) - весна

Вода: 11,3 м³ * 55 тг = 621,5 тг

Электроэнергия: 272 кВт/ч * 31,75 тг = 8636 тг

Итого: 621 тг + 8636 тг = 9257 тг

Август (31 день) - лето

Вода: 50,4 м³ * 55 тг = 2772 тг

Электроэнергия: 292 кВт/ч * 31,75 тг = 9271 тг

Итого: 2772 тг + 9271 тг = 12043 тг

Сентябрь (30 дней) - осень

Вода: 11,6 м³ * 55 тг = 638 тг

Электроэнергия: 308 кВт/ч * 31,75 тг = 9779 тг

Итого: 638 тг + 9779 тг = 10417 тг

Таким образом, из данных таблиц (4 сезона) видно, что:

• летом больше расходуется воды;
• зимой больше расходуется электроэнергии;
• весной и осенью показатели средние.

Зачем нужна фиксация данных?

Если просто догадываться, сколько семья тратит воды или электричества, то можно ошибиться. А когда данные записаны в таблицу, то сразу видно, какие дни были с большим расходом, а какие — с меньшим.

Такая фиксация помогает не только видеть цифры, но и понимать причины изменений: жаркая погода, мороз или приезд гостей.

2.2 Сравнение с экологическими нормами и определение основных источников перерасхода ресурсов

Чтобы понять, много или мало ресурсов расходует наша семья, нужно сравнить полученные данные с экологическими нормами. Учёные и экологи установили примерные показатели, которые позволяют жить комфортно и при этом не наносить слишком большого вреда природе.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), для нормальной жизни человеку достаточно около 15 литров воды в день [3]. Этого хватает на питьё, приготовление пищи, умывание, и другие бытовые нужды.

По электроэнергии принято считать, что экологическая норма составляет примерно 1,2 кВт/ч в день на человека [4].

Наша семья состоит из 7 человек (5 детей и 2 взрослых). Значит, по нормам мы должны расходовать:

• Воды: 15 × 7 = 105 литров в день,
• Электроэнергии: 1,2 × 7 = 8,4 кВт/ч в день.

Теперь сравним эти нормы с нашими реальными данными.

Сравнение по воде

Период	Расход семьи, л	Сумма (факт)	Норма, л	Сумма (план)	Разница (литр)	Сумма (тенге)
Зима (январь)	284 л/день	16 тг	105 л/день	6 тг	179 л	4 тг
Весна (апрель)	377 л/день	21 тг	105 л/день	6 тг	272 л	15 тг
Лето (август)	1626 л/день	89 тг	105 л/день	6 тг	1521 л	83 тг
Осень (сентябрь)	387 л/день	21 тг	105 л/день	6 тг	282 л	15 тг

Таблица 3.

Расчёт: 1м³ = 1000 л. Таким образом для перевода объема из л в м³, необходимо объем в л разделить на 1000.

V(м3) =л1000

V(м3) =1051000=0,105
;          0,105м3 •55тг=5,775 тг≈6 тг
 (норма)

V(м3) =л1000

V(м3) =2841000=0,284
;          0,284м3 •55тг=15,62 тг≈16 тг
  (факт)

V(м3) =3771000=0,377
;          0,377м3 •55тг=20,735 тг≈21 тг
  (факт)

V(м3) =16261000=1,626
;          1,626м3 •55тг=89,43 тг≈89 тг
  (факт)

V(м3) =3871000=0,387
;          0,387м3 •55тг=21,285 тг≈21 тг
  (факт)

Вывод по воде: перерасход есть всегда, но особенно летом. Основные причины — частый душ в жару и полив огорода.

 

Сравнение по электроэнергии

Период	Расход семьи	Сумма	Норма	Сумма	Разница	Сумма
Зима (январь)	12,4 кВт/ч	394 тг	8,4 кВт/ч	267 тг	4 кВт/ч	118 тг
Весна (апрель)	9,1 кВт/ч	289 тг	8,4 кВт/ч	267 тг	0,7 кВт/ч	22 тг
Лето (август)	9,4 кВт/ч	299 тг	8,4 кВт/ч	267 тг	1 кВт/ч	32 тг
Осень (сентябрь)	10,3 кВт/ч	327 тг	8,4 кВт/ч	267 тг	1,9 кВт/ч	60 тг

Таблица 4.

Расчёт:

Стоимость=Объем потребления кВтч•Тариф тгкВтч

С =V(кВт/ч) •Т(тг/кВт/ч)

С =8,4(кВт/ч) •31,75 тг=266,7≈267 тг
;  (норма)

С =V(кВт/ч) •Т(тг/кВт/ч)

С =12,4(кВт/ч)•31,75 тг=393,7≈394 тг
; (факт)

С =9,1(кВт/ч) •31,75 тг=288,925≈289 тг
; (факт)

С =9,4(кВт/ч) •31,75 тг=298,75≈299 тг
; (факт)

С =10,3(кВт/ч)•31,75 тг=327,025≈237 тг
; (факт)

Вывод по электричеству: самый большой перерасход зимой, когда рано темнеет и приходится дольше держать включённый свет.

 

Почему опасен перерасход?

• Вода. Избыточное использование пресной воды может привести к её нехватке в будущем. На Земле только 2,5% всей воды — пресная, и большая её часть заключена в ледниках. Если люди будут расходовать воду бездумно, пострадают и люди, и природа [3].
• Электроэнергия. При её выработке часто используется уголь, газ и нефть. Чем больше мы тратим электричества, тем сильнее загрязняется воздух и увеличивается парниковый эффект [4].

Общий вывод

Сравнение показало, что наша семья тратит воды и электроэнергии значительно больше нормы.

Это значит, что у нас есть возможность уменьшить наш экологический след. Достаточно внедрить простые правила: экономнее пользоваться душем, выключать свет в пустой комнате, заменять обычные лампы на энергосберегающие. Такие меры помогут не только сэкономить деньги, но и беречь природу.

Когда мы сравнили норму расхода воды и электроэнергии с фактическими данными нашей семьи, стало заметно, что в мы используем ресурсов больше, чем положено. Это не означает, что мы всё время живём неправильно, но показывает, что у нас есть определённые привычки и условия, из-за которых расход увеличивается. Чтобы понять, где именно возникает перерасход, нужно рассмотреть каждую ситуацию подробнее.

 

Вода

Для семьи из 7 человек по нормам требуется 105 литров воды в день, а у нас фактически выходит в два и более раз.

Причины здесь разные:

1. Полив огорода летом. В тёплое время года расход резко возрастает. Без полива овощи и фрукты не вырастут, поэтому это вынужденный перерасход. Но даже здесь можно подумать о более экономных способах — например, поливать вечером, когда нет сильной жары, и вода испаряется меньше.
2. Личная гигиена. Большая семья — это значит, что душ и ванна используются много раз в день. Особенно летом, когда хочется охладиться. Иногда душ длится дольше, чем нужно, и это увеличивает расход.
3. Мытьё посуды и стирка. Чем больше семья, тем больше тарелок, кружек и одежды. Если мыть посуду под постоянно открытым краном, уходит лишняя вода. То же самое со стиркой — если включать машинку часто, даже с неполным барабаном, расход возрастает.
4. Игры детей. У нас много детей, и в жаркие дни они любят играть с водой на улице. Это весело, но тоже приводит к перерасходу.

 

Электроэнергия

Норма для нашей семьи — 8,4 кВт/ч в день, а по факту выходит от 9,1 до 12,4 кВт/ч. Чаще всего перерасход наблюдается зимой.

1. Обогрев помещений. В холодные месяцы мы включаем электрический обогреватель, чтобы в доме было тепло.
2. Освещение. Зимой дни короткие, и приходится включать свет уже днём. А так как семья большая, то в разных комнатах он горит одновременно. Иногда дети забывают выключать свет, когда выходят.
3. Бытовые приборы. Телевизор, компьютер, зарядки, стиральная машина, холодильник — всё это работает почти каждый день. В большой семье техника используется чаще, чем в маленькой, поэтому расход возрастает естественным образом.
4. Привычки. Самая главная причина перерасхода электроэнергии — невнимательность. Например, телевизор может работать «фоном», когда никто его не смотрит, или зарядка остаётся в розетке после того, как телефон сняли.

Таким образом, перерасход ресурсов складывается из двух факторов:

• необходимость (большая семья, огород, холодные зимы),
• привычки (неэкономное использование воды и электричества).

Если мы научимся экономить хотя бы 20–30% воды и электричества, это уже значительно уменьшит наш экологический след.

 

2.3 Математический анализ мер экономии и рекомендации по снижению экологического следа

Мы определили основные источники перерасхода воды и электроэнергии, стало ясно, что часть расходов является необходимостью, а часть связана с привычками семьи. Если изменить некоторые привычки, то можно заметно сократить экологический след. Чтобы это проверить, я сделал математический расчёт, как повлияют меры экономии на общий расход ресурсов.

Экономия воды

Норма для одного человека — 15 литров воды в день.
В нашей семье 7 человек, значит: 15 × 7 = 105 литров в день – это норма.

Фактический расход оказался почти вдвое больше нормы и составил от 179 до 1521 литров в день в разные сезоны.

Мы предложили такие меры экономии воды:

• закрывать кран при чистке зубов и намыливании посуды — экономия 2–3 литра в день;
• поливать огород вечером или утром, когда меньше испарение — экономия около 40 литров в день полива;
• сократить время душа с 10 до 7 минут — экономия до 5 литров в день для всей семьи;
• собирать дождевую воду для полива — экономия 100–150 литров несколько раз в неделю.

В сумме это значительная экономия литров в месяц.

 

Экономия электроэнергии

Норма для одного человека — 1,2 кВт/ч в день.

Для семьи из 7 человек: 1,2 × 7 = 8,4 кВт/ч в день – это норма.

Фактический расход составил от 9,1 до 12,4 кВт/ч в день. Особенно много зимой — почти в 1,5 раза больше нормы.

Мы предложили такие меры экономии электроэнергии:

• выключать свет в пустых комнатах — экономия 0,2–0,3 кВт/ч в день;
• заменить все лампы на энергосберегающие — экономия 0,4 кВт/ч в день;
• выключать телевизор и компьютер, когда они не нужны — экономия 0,2 кВт/ч в день;
• отключать зарядные устройства от розеток — экономия 0,3 кВт/ч в день.

Всего это даёт 1,3–1,5 кВт/ч экономии в день.

 

Математический анализ показывает, что даже простые действия (закрывать кран, выключать свет, не оставлять приборы включёнными без нужды) позволяют значительно сократить расход ресурсов. Экономия составит примерно четверть фактического расхода.

Меры экономии и их эффект

Мера экономии	Экономия в день	Экономия в месяц	Экономия в год
Закрывать кран при чистке зубов	2-3 л	60-90 л	720-1080 л
Сократить время душа	5 л	150 л	1800 л
Полив огорода утром/вечером	40 л	120 л	1440 л
Использовать дождевую воду	100-150 л	300-450 л	3600-5400 л
Выключать свет в пустых комнатах	0,2–0,3 кВт/ч	6-9 кВт/ч	72-108 кВт/ч
Энергосберегающие лампы	0,4 кВт/ч	12 кВт/ч	144 кВт/ч
Выключать телевизор и компьютер	0,2 кВт/ч	6 кВт/ч	72 кВт/ч
Убирать зарядные устройства из розеток	0,3 кВт/ч	9 кВт/ч	108 кВт/ч
ИТОГО ВОДА:			7560-9720 л
ИТОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВО:			396-432 кВт/ч

Таблица 5.

Оказалось, что простые вещи — выключить свет, закрыть кран, сократить время в душе — могут дать большой результат. Если выполнять эти меры круглый год, то семья сможет сэкономить:

• воды — до 9720 литров в год,
• электроэнергии — около 432 кВт/ч в год.

 

Перерасход по воде (за год)

Период	Расход семьи, л	Сумма (факт)	Норма, л	Сумма (план)	Разница (литр)	Сумма (тенге)
год	245053 л	5391 тг	38325 л	2108 тг	206728 л	3823 тг

Таблица 6.

Норма в день 105 литров.

Норма л/год=норма (л/день) •365 дней

Норма л/год=105 (л/день) •365 дней=38325 литров

V(м3) =л1000

V(м3) =383251000=38,325
;

38,325м3 •55тг=2107,875 тг≈2108 тг
 (норма)

Период	Кол-во дней	Расход (л/день)	Расход (л/сезон)
Зима (31+31+28)	90	284 л/день	25560 л
Весна (31+30+31)	92	377 л/день	34684 л
Лето (30+31+31)	92	1626 л/день	149592 л
Осень (30+31+30)	91	387 л/день	35217 л
ИТОГО	365		245053 л

Таблица 7.

V(м3) =л1000

V(м3) =2450531000=245,053
;        

 245,053м3 •55тг=5391,166 тг≈5391 тг
  (факт)

 

Если экономию считать в денежном эквиваленте, то это составит:

Вода:
V(м3) =л1000

V(м3) =97201000=9,72
;   9,72м3 •55тг=534,6 тг≈535 тг

 

Перерасход по электроэнергии (за год)

Период	Расход семьи	Сумма (факт)	Норма	Сумма (план)	Разница (кВт/ч)	Сумма (тенге)
год	3755 кВт/ч	119221 тг	3066 кВт/ч	97346 тг	689 кВт/ч	21876 тг

Таблица 8.

Норма в день 8,4 кВт/ч.

Норма кВт/ч/год=норма (кВт/ч/день) •365 дней

Норма кВт/ч/год=8,4 (кВт/ч/день) •365 дней=3066 кВт/ч
;

Стоимость=Объем потребления кВтч•Тариф тгкВтч

С =V(кВт/ч) •Т(тг/кВт/ч)

С =3066(кВт/ч) •31,75 тг=97345,5≈97346 тг
; (норма)

Период	Кол-во дней	Расход (кВт/ч /день)	Расход (кВт/ч /сезон)
Зима (31+31+28)	90	12,4 кВт/ч	1116 кВт/ч
Весна (31+30+31)	92	9,1 кВт/ч	837 кВт/ч
Лето (30+31+31)	92	9,4 кВт/ч	865 кВт/ч
Осень (30+31+30)	91	10,3 кВт/ч	937 кВт/ч
ИТОГО	365		3755 кВт/ч

Таблица 9.

С =V(кВт/ч) •Т(тг/кВт/ч)

С =3755(кВт/ч) •31,75 тг=119221,25≈119221 тг
; (факт)

Если экономию считать в денежном эквиваленте, то это составит:

Электроэнергия:

С =V(кВт/ч) •Т(тг/кВт/ч)

С =432(кВт/ч)•31,75 тг=13716(кВт/ч)

Если за воду наблюдается незначительная экономия денежных средств, а вот за электроэнергию, если придерживаться предложенных нами мер экономии, можно сохранить семейный бюджет почти на 14 тысяч тенге.

Итого за год можно сэкономить: 535+13716=14251
 тенге

Экономия ресурсов — это не только выгода для семьи, но и забота о природе.

 

2.4 Методологическая основа исследования

Методологическая основа исследования заключается в том, что при изучении экологического следа семьи были использованы как практические наблюдения, так и математические методы анализа. В первую очередь проводился сбор данных: в течение четырёх месяцев, выбранных для каждого сезона (июнь, октябрь, январь и апрель), фиксировался ежедневный расход воды и электроэнергии. Для этого использовались показания счётчиков, а также учитывались особые обстоятельства, которые могли повлиять на результат, например, жаркая погода, сильный мороз или приезд гостей.

После сбора данных проводилась их обработка. Все результаты были переведены в числовую форму и занесены в таблицы, что позволило вычислить суммарный и средний расход воды и электроэнергии за неделю, а также сравнить показатели в разные времена года.

Затем фактические данные сравнивались с установленными экологическими нормами. Для расчётов использовались нормативы: 15 литров воды и 1,2 киловатт-часа электроэнергии на одного человека в день. Так удалось определить, насколько реальный расход семьи отличается от рекомендуемого.

На следующем этапе проводился математический анализ. Применялись простые арифметические действия: сложение, вычитание, умножение, деление и вычисление процентов. Также строились диаграммы, которые позволили наглядно увидеть различия в расходе ресурсов. Благодаря этому стало возможным определить величину перерасхода и рассчитать, сколько воды и электроэнергии можно сэкономить.

В завершение были сделаны выводы и рекомендации. На основании полученных данных определялись основные источники перерасхода ресурсов, рассчитывался эффект от предложенных мер экономии, а также обосновывалась практическая значимость исследования для нашей семьи и для одноклассников, которые также могут подсчитать свой экологический след.

Таким образом, методологическая основа исследования сочетает наблюдение, фиксацию данных, их математическую обработку и сравнительный анализ. Такой подход позволил не только собрать факты, но и понять причины перерасхода ресурсов, а также смоделировать возможное уменьшение экологического следа семьи.

 

2.5 Результаты исследования

В результате исследования удалось получить конкретные данные о расходе воды и электроэнергии в нашей семье. Наблюдения показали, что летом расход воды значительно выше, чем в другие времена года, так как семья чаще принимает душ и поливает огород. В среднем летом семья использовала около 1800 литров воды в день, что почти в два с половиной раза превышает норму. Осенью и весной расход воды был немного меньше — 404 литра и 414 литров в день соответственно, но также значительно выше нормы. Самым низким оказался расход зимой — 270 литров в день, хотя и это почти в два раза больше нормы (105 литров).

Что касается электроэнергии, то наибольший расход наблюдался зимой. В январе семья использовала 14 кВт/ч в день, что почти в два раза выше нормы (8,4 кВт/ч). Летом и весной показатели были меньше: 10 и 9 кВт/ч в день, но также превышали норму. Осенью расход составил 11 кВт/ч в день, что связано с более продолжительным освещением помещений.

Сравнение данных с экологическими нормами показало, что семья в среднем тратит в два раза больше воды и в полтора–два раза больше электроэнергии, чем необходимо. На основании математического анализа были предложены меры экономии, которые позволят значительно сократить расход ресурсов. Если применять их регулярно, семья сможет экономить примерно 27 литров воды в день и 1,2 кВт/ч электроэнергии в день. Это значит, что за год получится сэкономить около 9720 литров воды и почти 432 кВт/ч электроэнергии, что составит 14251 тенге.

Таким образом, исследование показало, что даже простые изменения привычек могут дать заметный результат. Экономия составит около четверти от фактического расхода, что позволит не только снизить нагрузку на окружающую среду, но и уменьшить затраты на коммунальные услуги. Полученные данные подтверждают, что математика помогает объективно оценить проблему и найти пути её решения.

 

3. ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1.

Приложение 2.

 

Приложение 3.

 

Приложение 4.

 

Приложение 5.

Все приложения смотрите в Скачиваемом файле

 

https://u087888.spfrm.com/U4tSBQf

 

 

 

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования мы поставили цель — определить экологический след нашей семьи и найти способы его уменьшения. Для этого были выполнены задачи: проведён сбор данных о расходе воды и электроэнергии, составлены таблицы и диаграммы, проведён математический анализ, определены источники перерасхода и разработаны меры экономии.

Анализ показал, что фактический расход нашей семьи превышает нормы: воды примерно в 2 раза, а электроэнергии — до 2,5 раза, особенно зимой. Это связано как с объективными причинами (отопление, освещение в зимний период, полив огорода летом), так и с бытовыми привычками (долгий душ, открытые краны, включённый свет и техника в пустых комнатах).

Математические вычисления доказали, что даже простые действия могут дать значительную экономию. Так, при изменении привычек и применении разработанных мер наша семья сможет сэкономить до 9720 литров воды и около 432 кВт/ч электроэнергии в год. Это почти четверть от нынешнего расхода.

Практическая значимость работы заключается в том, что такие меры доступны каждой семье: выключать свет, сокращать время душа, использовать энергосберегающие лампы, собирать дождевую воду. Эти действия не требуют больших затрат, но дают ощутимый результат.

Таким образом, гипотеза исследования подтвердилась: если семья будет внимательнее относиться к расходу ресурсов, то экологический след действительно уменьшится. Это поможет не только сберечь воду и электроэнергию, но и бережно относиться к природе.

Работа показала, что математика может быть надёжным помощником в экологических исследованиях. С её помощью мы можем не просто говорить об экономии, а точно провести подсчёты. Такой подход учит нас быть ответственными и понимать, что будущее Земли зависит от маленьких шагов каждой семьи.

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Молчанов С. И. Экология для школьников. – Москва: Просвещение, 2019.Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Нормы потребления воды человеком. – https://www.who.int
2. Назарова И.С. Экология и устойчивое развитие. – Алматы: Қазақ университеті, 2018.
3. Международное энергетическое агентство (IEA). Электроэнергия и устойчивое развитие. – https://www.iea.org
4. Глобальная сеть экологического следа (Global Footprint Network). https://www.footprintnetwork.org