Ứng dụng của chiều cao trong cuộc sống hàng ngày và các ngành nghề: Góc nhìn từ Toán học lớp 9

1. Chiều cao – Từ khái niệm toán học đến thực tiễn cuộc sống

Trong toán học, và đặc biệt ở chương Hình học lớp 9, khái niệm “chiều cao” thường được nhắc đến khi chúng ta học về các hình khối như hình chóp, hình lăng trụ, hình trụ, hình nón,... Chiều cao (ký hiệu$h$) là khoảng cách vuông góc từ đáy lên đỉnh hoặc từ mặt đáy này đến mặt đáy kia. Đối với học sinh lớp 9, việc hiểu và vận dụng chiều cao không chỉ giúp giải các bài toán trên giấy mà còn rèn luyện tư duy logic khi áp dụng vào các tình huống thực tế.

2. Ứng dụng chiều cao trong đời sống hàng ngày

• Đo chiều cao các vật thể lớn gián tiếp: Khi muốn biết chiều cao của một cây lớn trong sân trường hoặc cột điện, học sinh có thể dùng phương pháp lấy bóng hoặc dùng thước và ước lượng theo tỉ lệ hình học. Ví dụ, nếu chiều dài bóng cây là 7 m, bóng của thước 1 m là 0,5 m thì chiều cao thực của cây là $\frac{7}{0,5} \t \times 1 = 14$m.
• Chọn chiều cao phù hợp cho bàn ghế học tập: Để có tư thế ngồi học đúng và bảo vệ sức khỏe cột sống, chiều cao bàn ghế phải được thiết kế theo chiều cao của học sinh.
• Tính thể tích bình nước, bể bơi, hoặc hộp quà: Khi biết chiều cao và diện tích đáy, ta có thể nhanh chóng tính được thể tích của nhiều vật dụng gia đình:$V = S_{đáy} imes h$.

3. Ứng dụng chiều cao trong các ngành nghề

1. Xây dựng & Kiến trúc: Các kiến trúc sư và kỹ sư xây dựng thường xuyên sử dụng chiều cao để thiết kế các tầng nhà, cầu thang, ước tính vật liệu xây dựng, đảm bảo an toàn cho các công trình. Ví dụ, tại các tòa nhà chung cư, chiều cao trần nhà thường là 2,6 – 3,3 m để đảm bảo thông thoáng.
2. Y tế: Bác sĩ nhi và chuyên gia dinh dưỡng dựa vào chiều cao để đánh giá sự phát triển thể chất của trẻ em. Chỉ số chiều cao/tuổi hoặc chiều cao/cân nặng rất quan trọng để phát hiện các vấn đề sức khỏe.
3. Thể thao: Các vận động viên bóng rổ, bóng chuyền, nhảy cao cần kiểm soát, rèn luyện và tận dụng chiều cao cơ thể để có ưu thế trong thi đấu. Ví dụ: Vận động viên bóng chuyền nam quốc tế thường cao trên 1,9 m.
4. Hàng không: Khoang hành khách, cửa thoát hiểm, chiều cao cánh máy bay… đều được thiết kế để đảm bảo an toàn, hiệu quả vận hành.
5. Thiết kế nội thất & sản phẩm: Chiều cao của ghế, tủ, bếp phải thích hợp với người sử dụng nhằm tăng hiệu quả lao động và sự thoải mái trong sinh hoạt gia đình.

4. Minh họa thực tế: Số liệu và hình ảnh gần gũi

Ví dụ 1: Tính thể tích thùng nước

Một thùng nước hình trụ có đường kính đáy là 40 cm ($r = 20$cm), chiều cao$h = 60$cm. Thể tích thùng nước:

=> Thùng chứa được 75,36 lít nước.

Ví dụ 2: So sánh chiều cao bạn thân và chiều cao trung bình học sinh lớp 9 Việt Nam (theo Viện Dinh dưỡng Quốc gia năm 2022: Nam: 163 cm; Nữ: 154 cm). Hãy đo chiều cao của người thân và so với các chuẩn này để đánh giá sự phát triển cơ thể.

5. Chiều cao kết nối với các môn học khác

- Vật lý: Dùng chiều cao để tính thế năng hoặc vận tốc rơi tự do:$W = mgh$($m$khối lượng,$g$là gia tốc trọng trường,$h$là chiều cao).

- Công nghệ: Áp dụng khi thiết kế mô hình nhà, lắp ráp khối Lego hoặc robot cần xác định đúng chiều cao các bộ phận.

- Thể dục: Kiểm tra chiều cao, đánh giá thể lực và tiến bộ của học sinh qua từng năm học.

6. Dự án nhỏ cho học sinh về ứng dụng chiều cao

• Tổ chức thi đo chiều cao của các bạn trong lớp, so sánh với chuẩn quốc gia và lập biểu đồ.
• Chế tạo mô hình nhà bằng giấy, xác định thể tích các phòng từ việc đo diện tích đáy và chiều cao tường.
• Điều tra chiều cao cây xanh trong trường và tìm ra bạn nào ước lượng chính xác nhất.

7. Góc nhìn chuyên gia

"Chiều cao là yếu tố căn bản, không chỉ trong toán học mà còn ứng dụng xuyên suốt thực tiễn. Khi các em nắm vững khái niệm này, thế giới quanh các em sẽ hiện ra rõ ràng, chính xác và đầy thú vị hơn. Ngay cả các kiến trúc sư, bác sĩ, vận động viên đều không thể tách rời những ứng dụng của chiều cao trong ngành nghề của mình!"
— Thầy Nguyễn Văn Bình, Giáo viên Toán Trường THCS Nguyễn Trãi.

8. Tài nguyên để học sinh tìm hiểu thêm

• Sách giáo khoa Toán 9 – các bài về hình học không gian.
• Trang web: VnExpress, Vietnamnet có nhiều bài viết về thể thao, sức khỏe liên quan chiều cao trẻ vị thành niên.
• YouTube: Kênh khoa học "Thí nghiệm vui" với video về đo chiều cao nhà, cây, các vật thể bằng toán.

Qua bài viết này, hy vọng các bạn học sinh lớp 9 hiểu rõ hơn về ứng dụng chiều cao trong cuộc sống và có động lực học toán thật ý nghĩa!