Дыхание закон Бойля –Мариотта

Как мы дышим?

Объем воздуха между легочными пузырьками и внешней средой осуществляется в результате ритмичных дыхательных движений грудной клетки. При вдохе объем грудной клетки и легких увеличивается, при этом давление в них понижается и воздух через воздухоносные пути (нос, горло) входит в легочные пузырьки. При выходе объем грудной клетки и легких уменьшается, давление в легочных пузырьках повышается и воздух с избыточным содержанием оксида углерода (углекислого газа) выходит из легких наружу. Здесь применим закон Бойля –Мариотта, то есть зависимость давления от объема.

Долго ли мы сможем не дышать? Даже тренированные люди могут задерживать дыхание на 3-4 и даже 6 минут, но не дольше. Более длительное кислородное голодание может привести к смерти. Поэтому кислород должен поступать в организм постоянно. Дыхание – перенос кислорода из окружающей среды внутрь организма. Основной орган дыхательной системы

– легкие, вокруг которых имеется плевральная жидкость.

Применение закона Бойля-Мариотта

Газовые законы активно работают не только в технике, но и в живой природе, широко применяются в медицине.

Закон Бойля-Мариотта начинает «работать на человека»(как впрочем и на любого млекопитающее) с момента его рождения, с первого самостоятельного вздоха.

При дыхании межреберные мышцы и диафрагма периодически изменяют объем грудной клетки. Когда грудная клетка расширяется, давление воздуха в легких падает ниже атмосферного, т.е. «срабатывает» изотермический закон (pv=const), и в следствие образовавшегося перепада давлений происходит вдох.

Дыхание легочное: диффузия газов в легких

Для того, чтобы обмен путем диффузии был достаточно эффективным, обменная поверхность должна быть большой, а диффузинное расстояние — маленьким. Диффузионный барьер в легких полностью отвечает этим условиям. Общая поверхность альвеол составляет около 50 — 80 кв. м. По своим структурным особенностям ткань легких подходит для осуществления диффузии: кровьлегочных капилляров отделена от альвеолярного пространства тончайшим слоем ткани. В процессе диффузии кислород проходит через альвеолярный эпителий , интерстициальное пространство между основными мембранами, эндотелий капилляра , плазму крови , мембрану эритроцита и внутреннюю среду эритроцита. Суммарное диффузное расстояние составляет всего около 1 мкм.

Молекулы углекислого газа диффундируют по тому же пути, но в обратном направлении — от эритроцита к альвеолярному пространству. Однако диффузия углекислого газа становится возможной только после высвобождения его из химической связи с другими соединениями.

При прохождении эритроцита через легочные капилляры время, в течении которого возможна диффузия (время контакта), относительно невелико (около 0,3 с). Однако этого времени вполне достаточно для того, чтобы напряжение дыхательных газов в крови и их парциальное давление в альвеолах практически сравнялись.

Опыт определить дыхательный объём и жизненную ёмкость лёгких.

Цель: определить дыхательный объём и жизненную ёмкость лёгких.

Оборудование: воздушный шарик, измерительная лента.

Ход работы :

Надуем воздушный шарик, как можно сильнее за N (2) спокойных выдохов.

Измерим шарика диаметр и рассчитаем его объем по формуле:

, где d–диаметр шара.

Вычислим дыхательный объем своих лёгких: , где N – числи выдохов.

Надуем шарик ещё два раза и вычислим среднее значение дыхательного объёма своих лёгких

N=2

Определим жизненную ёмкость лёгких (ЖЕЛ) – наибольший обьем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. Для этого, не отнимая шарик ото рта, сделаем глубокий вдох через нос и максимальный выдох через рот в шарик. Повторим 2 раз. , где N=2.

d=26см=0,26м

Переведём результаты в литры и сравним с нормой:

Определим свой ЖЕЛ по формулам принятым в медицине: 4,52 – 4,78л для юношей и 2,5 – 3,5л для девушек.

– ЖЕЛ = (рост (м) * 5,2 – возраст(лет)*0,022) – 4,2 (для юношей)

– ЖЕЛ = (рост (м) *4,1– возраст(лет)*0,018) – 3,7 (для девушек)

– ЖЕЛ = (с1,75до1,80 * 5,2 – 17*0,022) – 4,2 (для юношей) = с4,52до4,78

– ЖЕЛ = (1,58 *4,1– 170,018) – 3,7 (для девушек) = 2,472л

Сердце и кровеносные сосуды

Как рботает наше сердце.

Одним из основных органов нашего тела является сердце.

Кровяное давление

Кровяное давление создается сердечными сокращениями и сопротивлением стенок сосудов.
Способ определения кровяного давления был предложен российским врачом Н. С. Коротковым в 1905 году во время русско-японской войны. Сейчас этот способ носит его имя. Манжетку надевают на плечо, с помощью груши накачивают воздух. Фонендоскоп прикладывают к месту локтевого сгиба, там, где проходит плечевая артерия.
Давление в манжетке выше кровяного давления в артерии. Звуков не слышно.
Открываем винт груши и слышим удары. Первый – это максимальное (верхнее) давление, которое вызвано сокращением желудочков сердца. Последний – минимальное (нижнее) давление, при расслаблении желудочков.
16-15 лет Р = 110 — 126 мм.рт.ст.
60 лет Р = 135 — 140 мм.рт.ст.
Отклонение от нормы вызывает заболевание : — гипертонию, — гипотонию.

Закон Бернулли

Давление в сосудах зависит от их толщины, что объясняется законом Бернулли.Давление в крупных венах меньше атмосферного, что является причиной всасывания воздуха при повреждении сосуда. В артериях давление превышает атмосферное. В артериях давление превышает атмосферное.

Пульсация крови при венозном кровотечении сглаживается вследствие эластичности сосудов и наличия трения.

Таблица 1.1. Скорость и давление крови в различных сосудах

На первый взгляд кажется, что приведенные значения противоречат уравнению неразрывности — в тонких капиллярах скорость кровотока примерно в 1000 меньше, чем в артериях. Однако это несоответствие кажущееся. Дело в том, что в табл. 1.1 приведен диаметр одного сосуда. Эта величина действительно уменьшается по мере разветвления. Однако суммарная площадь разветвления возрастает. Так, суммарная площадь всех капилляров (около 2000 см²) в сотни раз превышает площадь аорты — этим и объясняется такая малая скорость крови в капиллярах. Малая скорость кровотока в капиллярах необходима для обеспечения эффективного обмена между кровью и тканями.

Уравнение Бернулли

Для идеальной жидкости (сила трения полностью отсутствует) справедливо уравнение, которое было получено швейцарским математиком и физиком Даниилом Бернулли (1700-1782). Рассмотрим тонкую трубку тока и выделим в ней два произвольных сечения (рис. 2).

Рис. 2.Параметры сечений в трубке тока

В общем случае эти сечения находятся на различных высотах (h₁ и h₂), а их площади различны (S₁ и S₂). Вследствие уравнения неразрывности различны будут и скорости течения жидкости в этих сечениях (v₁и v₂). Обозначим давления жидкости в этих сечениях Р₁ и Р₂ соответственно.

Используя закон сохранения механической энергии, можно доказать, что для этих сечений выполняется следующее соотношение:

(3),

где – плотность жидкости.

Так как выбор сечения трубки произволен, то соотношение (7.3) можно записать в общем виде, который называется уравнением Бернулли:

(4)

Давление Р называют статическим. Это давление, которое оказывают друг на друга соседние слои жидкости. Его можно измерить манометром, который движется вместе с жидкостью. Величину ρv²/2 называют динамическим давлением. Оно обусловлено движением жидкости. Гидростатическое давление ρgh — это давление, создаваемое весом вертикального столба жидкости высотой h.

Уравнение Бернулли формулируется следующим образом:

Измерение скорости жидкости

Установим в разных местах горизонтальной цилиндрической трубы (струи жидкости) одного сечения две трубки: 1) манометрическую трубку, плоскость отверстия которой расположена параллельно движению жидкости; 2) трубку, изогнутую под прямым углом навстречу движению жидкости (трубку Пито) (рис. 6).

В движущемся потоке жидкость в трубках поднимается на разную высоту. Давление под манометрической трубкой равно статическому давлению Р. Оно уравновешивается давлением атмосферы Р_а и давлением столба жидкости h₂:

Давление в торце трубки Пито складывается из статического давления P и динамического давления . Оно уравновешивается давлением атмосферы

и давлением столба жидкости :

.

Вычитая из второго уравнения первое, получим

где – разность уравнений в трубках. Отсюда найдем скорость течения жидкости

. (10)

Имея систему двух таких трубок, вычисляют скорость потока жидкости по формуле (1.10).

Рис.6.Измерение скорости жидкости

Основные понятия и формулы

Аккомодация

Аккомодация – способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на более далеком расстоянии. Вся полость глаза за хрусталиком заполнена прозрачной студенистой жидкостью, образующей стекловидное тело.

По своему устройству глаз как оптическая система сходен с фотоаппаратом. Роль объектива выполняет хрусталик совместно с преломляющей средой передней камеры и стекловидного тела. Изображение получается на светочувствительной поверхности сетчатки. Наводка на резкость изображения осуществляется путем аккомодации. Наконец, зрачок играет роль изменяющегося по диаметру диафрагмы.

Способность глаза к аккомодации обеспечивает возможность получения на сетчатке резких изображений предметов, находящихся на различных расстояниях. Нормальный глаз в спокойном состоянии, т.е. без какого-либо усилия аккомодации, дает на сетчатке отчетливое изображение удаленных предметов (например, звезд). С помощью мышечного усилия, увеличивающего кривизну хрусталика и, следовательно, уменьшающего его фокусное расстояние, глаз осуществляет наводку на нужное расстояние. Наименьшее расстояние, на котором нормальный глаз может отчетливо видеть предметы, меняется в зависимости от возраста от 10 см (возраст до 20 лет) до 22 см (возраст около 40 лет). В более пожилом возрасте способность глаза к аккомодации еще уменьшается: наименьшее расстояние доходит до 30 см и более – возрастная дальнозоркость.

Далеко не у всех людей глаз является нормальным. Нередко задний фокус глаза в спокойном состоянии находится не на самой сетчатке (как у нормального глаза), а с той или другой стороны от нее. Если фокус глаза в спокойном состоянии лежит внутри глаза перед сетчаткой, то глаз называется близоруким.Такой глаз не может отчетливо видеть отдаленные

предметы, так как напряжение мышц при аккомодации еще сильнее отделяет фокус от сетчатки. Для исправления близорукости глаза должны быть снабжены очками с рассеивающими линзами.

В дальнозорком глазе фокус при спокойном состоянии глаза находится за сетчаткой. Дальнозоркий глаз преломляет слабее нормального. Для того чтобы видеть даже весьма удаленные предметы, дальнозоркий глаз должен делать усилие; для видения близко лежащих предметов аккомодационная способность глаз уже недостаточна. Поэтому для исправления дальнозоркости употребляются очки с собирающими линзами, приводящий фокус глаза в спокойном состоянии на сетчатку.

Пресбиопия

Другим распространенным недостатком зрения является пресбиопия — возрастное ослабление способности глаза к аккомодации (иногда ее неправильно называют старческой дальнозоркостью). Пресбиопия связана с возрастным уменьшением эластичности хрусталика и ослаблением кольцевой мышцы. При этом увеличивается ближний предел аккомодации. Дальний предел аккомодации остается неизменным.

При пресбиопии невозможно получение на сетчатке четкого изображения близко расположенных предметов. Обычно речь идет об объектах зрительной работы — текстах, экранах и т.п. Для компенсации пресбиопии используют «очки для чтения». У человека с нормальной формой глаза это очки с положительной оптической силой. У дальнозоркого человека это очки с большей оптической силой, чем для наблюдения удаленных предметов. У близорукого человека это очки с меньшей оптической силой, чем у очков, которыми он пользуется обычно.

Астигматизм

Аберрации, свойственные обычным линзам, у глаз почти не проявляются. Сферическая аберрация весьма незначительна, так как зрачок ограничивает приосевой пучок света. Сферическая аберрация в хрусталике

не проявляется, так как его оптическая плотность в середине выше, чем на периферии. Хроматическая аберрация не проявляется по ряду причин, в том числе и из-за малости расстояния между узловой точкой и сетчаткой — по-разному преломленные лучи просто не успевают разойтись на значительное расстояние. Отсутствует и астигматизм косых лучей, так как оптическая ось глаза всегда устанавливается в направлении наблюдаемого объекта.

Единственный недостаток светопроводящего аппарата глаза, присущий обычным оптическим системам, это астигматизм, обусловленный

его асимметрией. В норме поверхность роговицы и поверхность хрусталика являются сегментами почти идеальных сфер. Однако у некоторых людей кривизна одной или обеих этих поверхностей в одной плоскости оказывается большей, чем в другой. В офтальмологии этот дефект и называют астигматизмом. При астигматизме глаз не способен видеть взаимно перпендикулярные линии одинаково резко.

Для компенсации астигматизма используют «цилиндрические» линзы, асимметрия которых противоположна асимметрии глаза.

· Хрусталик глаза человека представляет собой двояковыпуклую линзу и обладает большой светопреломляющей способностью. Ось хрусталика совпадает с осью глазного яблока. Вещество, из которого состоит хрусталик бесцветное, прозрачное, плотное, сосудов и нервов не содержит. При сокращении или расслаблении мышцы изменяется кривизна хрусталика, изменяя, таким образом, оптическую силу этой

линзы. Средняя оптическая сила редуцированного глаза составляет +59 диоптрий. Поскольку фокусное расстояние у такой линзы очень маленькое (17мм), то все наблюдаемые нами объекты располагаются за двойным фокусным расстоянием. Значит, изображение на сетчатке глаза получается уменьшенным, действительными перевернутым.

Оптическая система глаза Свет, преломляясь в оптической системе глаза, дает на сетчатке действительное, уменьшенное, обратное изображение рассматриваемого предмета. Свет, преломляясь в оптической системе глаза, дает на сетчатке действительное, уменьшенное, обратное изображение рассматриваемого предмета.

Цветное зрение

· Расстройство цветного зрения часто бывает для самого человека и для окружающих его людей незаметным. Оно обнаруживается или случайно, или во время врачебного обследования.

· Известные ученые XIX века Дальтон лишь в возрасте 26 лет обнаружил, что плохо отличает по цвету красные ягоды от зеленой травы. Такую особенность зрения называют теперь дальтонизмом, а людей, страдающих им-дальтониками. Усилиями специалистов в области цветного зрения изготовлены особые очки, с помощью которых дальтоники могут различать три важнейших цвета.

· Для обнаружения дальтонизма разработан простой тест. Посмотрите на рисунок, какую цифру вы там видите?

· Люди с нормальным цветным зрением увидят число 74, дальтоники видят число 21.

Расстояние наилучшего зрения Оптимальное расстояние при чтении и письме для нормального глаза составляет около 25 см. Оптимальное расстояние при чтении и письме для нормального глаза составляет около 25 см.

Зачем нужны два глаза? Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино. Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино. Можно различать, какой из предметов находится ближе, какой дальше от нас. Увеличивается поле зрения.

Чувствительность глаза к излучению различной длины волны различна. Наиболее чувствительный глаз к излучению с длиной волны 0,5 мкм, что соответствует желто-зеленому цвету. Чувствительность его резко снижается в сторону красной и фиолетовой части спектра.

Скелет

Законы равновесия рычага

В Скелетеживотных и человека все кости, имеют некоторую свободу движения, являются рычагами (кости конечностей, нижняя челюсть, фаланги пальцев и т. д)

Деформация

Человеческое тело испытывает достаточно большую механическую нагрузку от собственного веса от мышечных усилий, возникающих во время трудовой деятельности.

Интересно, что на примере человека можно проследить все виды деформации: Деформации сжатия испытывает позвоночный столб и нижние конечности и покровы ступни.

Деформации растяжения – верхние конечности, связки, сухожилия, мышцы. Деформация кручения – шея при повороте головы, туловище в пояснице при повороте.

Для профилактики деформаций опорно-двигательного аппарата большое значение имеют биомеханические исследования. Изучения распределения нагрузок по стопе позволяет создать рациональную опору.

Плазменный шар

Внутри колбы запаяна смесь специально подобранных инертных газов при давлении, ниже атмосферного. Это позволяет при подачи высокого напряжения создать ионизированную среду. В результате возникает газовый разряд – молния. Эффект притяжения молнии к руке объясняется тем, что тело человека обладает определенной электрической емкостью, которая позволяет увеличить разность потенциалов между центральным электродом и сферой. Поэтому увеличивается яркость свечения молний.

Опыт с плазменным шаром

Внутри колбы запаяна смесь специально подобранных инертных газов при давлении, ниже атмосферного. Это позволяет при подаче высокого напряжения создать ионизированную среду. В результате газовый разряд – молния. Эффект притяжения молнии к руке объясняется тем, что тело человека обладает определённым электрической емкостью, которая позволяет увеличить разность потенциалов между центральным электродом и сферой. Поэтому увеличивается яркость свечения молний.

Заключение

Источник знаний в физике – наблюдения и опыты. Именно наблюдения и опыты помогли мне подтвердить гипотезу, которая была сформулирована в начале работы, я уверена, что большинство процессов, которые протекают в организме человека можно изучить и объяснить с помощью законов физики. Считаю, что все поставленные цели и задачи в ходе работы были выполнены.

Действительно, тело человека, функционирование внутренних органов и частей его тела подчиняются законам физики.

Список литературы и ссылки:

1. Интегрированные уроки физики Л.А. Горлова.

2. Элементарный учебник физики Г.С. Ландсберга

3. Элективный курс «Физика человека»

4. Анатомия и физиология человека.Н.Н.Федюкович

5. https://www.scienceforum.ru/2016/1895/23968

6. http://humbio.ru/humbio/physiology/0001727b.htm

7. http://collegy.ucoz.ru/publ/42-1-0-16792

8. http://cdn.trinixy.ru/pics4/20110325/radition_01.jpg

9. http://stat17/privet.ru/lr/091a84a733ed2f05c97bdb518796828d

10. http://shel-crb.ucor.ru/

11. http://www.nkj.ru/upload/iblock/6439170fe5add8376c39524de118202f.ipg

12. http://www.ghidcabinet.ro/wp-content/uploads/2010/10/1770

13. http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=463464806-69-72&n=21

14. http://lifetips.org.ua/uploads/posts/2012-11/1354108093dieta-po-gruppam-krovi.jpg

15. http://i33.fastpic.ru/big/2013/0421/6d/794bc9cfecf76cc94a9ee4cla5d5ab6d.jpg

16. http://www.look.com.ua/download.php?file=201209/640×480/look.com.ua-28733.jpg

17. http://www.impex-med.ru/images/tmr-sbros.png

18. http://www.yuterma.ru/images/n/2.jpg

19. http://fedpress.ru/sites/fedpress/files/balyuk/news/596205.jpg

20. http://www.medicinform.net/human/fisilogy1 4.htm

21. http://aniavetisyan.volsk-sch21.edusite.ru

22. http://clck.yandex.ru/redir

23. http://ru.wikwpedia.org/wiki/

24. http://fansport.sitecty.ru

25. http://www.do120.ru

26. http://whatafuck.ru/people-records/

27. http://stolica.at.ua/pub1/

28. http://worldrecords.norod.ru/chel_tel/chasti_tela_neopredelen_ch3.html

29. Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека. 9-11 классы. Библиотечка «ПС», 2009.

Законы физики и организм человека

Исследовательская работа по биофизике.

Костериной Софьи Дмитриевной, ученицы 10 класса 17 группы

Руководитель

Еделев Андрей Юрьевич

учитель физики

высшей квалификационной категории

МАОУ Лицей №38

Г. Нижнего Новгорода

Нижний Новгород

2017год

Содержание работы:

1. Введение…………………………………………………………..…стр 3-6

2. Легкие……………………………………………………………..…стр 6-9

· Дыхание закон Бойля-Мариотта………………………………стр 6

· Применение закона Бойля-Мариотта…………………………стр 7

· Дыхание лёгочное: диффузия газов в лёгких………………стр 7-8

· Опыт определить дыхательный объём и жизненную ёмкость лёгких…………………………………………………………стр 8-9

3. Сердце и кровеносные сосуды…………………………………….стр 9-19

· Как работает наше сердце………………………………….стр 9-10

· Кровяное давление……………………………………..…стр 10-11

· Закон Бернулли……………………………………………стр 11

· Уравнение Бернулли и его следствия……………………стр 11-12

· Уравнение неразрывности струи при протекании крови в сосудах……………………………………………………..стр 13-15

· Истечение жидкости из отверстия сосуда………………стр 16-17

· Измерение скорости жидкости………………………….стр 17-18

· Основные понятия и формулы…………………………..стр 19

· Диффузия в кровеносных сосудах……………………….стр 19

4. Глаз……………………………………………………………стр 19-29

· Основные функции глаза…………………………………..стр 19-21

· Аккомодация………………………………………………стр 21-22

· Пресбиопия…………………………………………………стр 22-23

· Астигматизм………………………………………………..стр 23-27

· Цветное зрение……………………………………………..стр 27-29

5. Скелет……………………………………………………………стр 29-35

· Законы равновесия рычага………………………………стр 29

· Законы равновесия рычага применимы здесь………….стр 30-34

· Деформация………………………………………………стр 34-35

· Опыт Подъем на полупальцах …………………………стр 35

6. Человек и электричество……………………………………….стр 36-37

· Плазменный шар……………………………………………стр 36

· Опыт с плазменным шаром……………………………….стр 37

7. Заключение…………………………………………………………стр 38

8. Список литературы и ссылки………………………………..…стр 39-40

Законы физики и организм человека

Цель работы заключается в изучении человека – как объекта с точки зрения физики и применении на практике полученных знаний.

Предмет исследования: человеческий организм

Объект исследования: влияние физических законов на организм человека

Гипотеза исследования: процессы, которые протекают в организме человека и вне его можно объяснить с помощью законов физики.

Методы исследования: Теоретические, экспериментальные

Выявление факторов, влияющих на организм человека физических законов: закон сохранения энергии, закон Бернулли, закон Бойля –Мариотта, оптика (механизм зрения), закон равновесия рычага.

Законы физики и организм человека

Введение.

Физика – основа естественных наук. Проникновение физики в химию, астрономию, биологию, геологию столь велико, что невозможно установить во многих случаях границу между этими науками и физикой. На стыке этих наук возникли в последние годы новые самостоятельные разделы: физическая химия и химическая физика, астрофизика, биофизика, геофизика. Уже сами эти названия свидетельствуют о том, что физика является основным инструментов многих химических, астрономических, биологических и геологических исследований.

Все естественные науки используют законы физики. Законы физики едины и применимы к живому организму, в частности к организму человека.

Физические методы исследования ученые применяют в биологии, медицине.

Часто в школе можно услышать такие слова: «Зачем мне учить физику, если

я все равно буду сдавать экзамены по другим предметам?» … А ведь действительно, а зачем? Нас окружает множество предметов. Многие человеческие умы открывали не только для себя, но и для других что-то новое и необычное даже в самом простом теле. А наш организм? Если присмотреться, то можно увидеть и рычаги, и сообщающиеся сосуды, и насосы, и линзы, даже электричество. Давайте проведем экскурсию по нашему организму с точки зрения физики!

1. Основной закон природы – закон сохранения и превращения энергии. Он применим и для живых организмов.

Превращение энергии в живых организмах (в человеке):

1) Химическая энергия в электрическую (нервные клетки)

2) Звуковая энергия в электрическую (внутреннее ухо)

3) Световая энергия в электрическую (сетчатка глаза)

4) Химическая энергия в механическую (мышечные клетки)

Источник энергии при работе мышц человека:

Источником энергии при работе мышц являются органические вещества (белки, жиры, углеводы), подвергающиеся в клетках распаду и окислению, в результате чего освобождается скрытая в них внутренняя энергия.

5)Химическая энергия в электрическую (основы вкуса и обоняния).

Язык помогает различать вкус. Вкусовые сосочки на поверхности языка передают сигналы мозга: сладкое, кислое, солёное, горькое.

Легкие

Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Физика человека — физика, презентации

Физика человека

В шар земной упираясь ногами,

Солнца шар я держу на руках.

Я – как мост меж Землею и Солнцем,

И по мне Солнце сходит на Землю,

А Земля поднимается к Солнцу.

Так стою …Я, Человек.

Физические параметры человека

• Механические параметры человека
• Средняя плотность человека — 1036 кг куб.м
• Средняя скорость движения крови:
• …в артериях — от0,2 до 0,5 м с
• …в венах — от 0,1 до 0,2 м с
• Скорость распространения раздражения по нервам — от 400 до 1000 м с
• Сила, развиваемая работающим сердцем:
• …в начальной фазе сокращения — 90 Н
• …в конечной фазе сокращения — 70Н
• Работа сердца за сутки — 86400 Дж
• Масса крови, выбрасываемая сердцем за сутки — 5200 кг
• Мощность, развиваемая при быстрой ходьбе — 200 Вт

• Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.

Давление = сила / площадь

p = F / S , где F=mg

Чем больше площадь поверхности опоры, тем меньше давление.

Чем меньше площадь поверхности опоры, тем больше давление.

По итогам исследования получили следующие данные :

При S = 0,01095m²

При S = 0,00585m²

p = 20,476 кПа

p = 36,752 кПа

Вывод: давление увеличивается практически в 2 раза

• А теперь мы посмотрим как это влияет на опорно-двигательную систему.
• Во-первых, в связи с увеличением давления связочный аппарат стопы находится в постоянном напряжении, что может привести к плоскостопию. При этом свод стопы уплощается. Все это ведет к нарушению и понижению ее опорной функции. Кровоснабжение недостаточно, ноги быстро устают, появляются ломота, боли, а иногда и судороги. Боли возникают не только в стопе и икроножных мышцах, но и в коленных суставах и поясничной области, поэтому люди, страдающие плоскостопием, не могут долго ходить. Для предупреждения плоскостопия необходимо носить удобную, мягкую обувь, на невысоком каблуке и выполнять комплекс упражнений.

Во-вторых, с уменьшением площади опоры увеличивается нагрузка на позвоночник, что может привести к изменению позвоночника. Появляется такая болезнь как остеохондроз .

• Остеохондроз – межпозвонковые диски истощаются, смещаются и защемляют нерв.
• Каждый сантиметр каблука увеличивает нагрузку на позвоночник на 10 кг.
• Чтобы снять напряжение с мышц позвоночника рекомендуется ходить на четырех конечностях,
• подобно животным.

Электрические параметры человека

• Удельное сопротивление тканей тела:
• …верхнего слоя сухой кожи — 330000 Ом.м
• …крови — 1,8 Ом.м
• …мышцы — 1,5 Ом.м
• Сопротивление человека от конца одной руки до конца другой (при сухой коже) — 15000 Ом
• Сила тока через тело человека:
• …безопасная — меньше 0,001 А
• …опасная для жизни — больше 0,05 А
• Безопасное электрическое напряжение:
• …сухое помещение — меньше 12 В
• …сырое помещение — меньше 36 В

Различают два основных слоя кожи: 1) эпидермис в чистом и сухом виде можно характеризовать как диэлектрик, имеет большое электрическое сопротивление; 2)дерма представляет собой живую ткань, имеет малое электрическое сопротивление.

Ток, мА

Характер воздействия

переменный ток 50-60 Гц

0,6-1,5

Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук

2-3

постоянный ток

Сильное дрожание пальцев рук

Не ощущается

5-7

8-10

Не ощущается

Начало судорог в руках

Руки трудно, но еще можно

оторвать от электродов.

20-25

Зуд, ощущение нагрева

Паралич рук. Дыхание затруднено.

Усиление нагрева.

Еще большее усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук.

50-80

Паралич дыхания. Начало трепетания желудочков сердца.

90-100

Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, затруднение дыхания.

Фибрилляция сердца. При длительности 3с и более – паралич сердца.

Паралич дыхания.

Задача. Почему опасно работать с электрическим током при повышенной влажности воздуха?

Силу тока, проходящую через тело человека,

можно рассчитать по закону Ома, где U=220B

Температура, 0С.

Характеристика.

36,3 – 37

Нормальная температура для 90% людей

Выше 42

Критическая температура, сопровождающаяся потерей сознания

Выше 43 – 44

Смертельная температура

Ниже 34

Температура, приводящая к замедлению процессов в мозге.

Ниже 30

Критическая температура, сопровождающаяся потерей сознания

Ниже 27 – 24

Смертельная температура, возникает фибрилляция сердца, прекращается кровообращение.

Влияние скорости ветра на ощущаемую (эффективную, действующую) температуру воздуха

Физика

+

Человек

=

Здоровье

kopilkaurokov.ru

Физика человеческого организма | Социальная сеть работников образования

Слайд 1

ФИЗИКА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА ВЫПОЛНИЛА Ученица 9 класса Сергиенко Ксения Руководитель: учитель физики Даневич Н.А.

Слайд 2

ЗАКОНЫ НЬЮТОНА И ЧЕЛОВЕК Если рассматривать человека как объект изучения физики, то мы видим, что многие привычные нам действия полностью подчиняются законам механики. К нему, так же как и ко всем физическим телам применимы законы Ньютона.

Слайд 3

Если на тело не действуют другие тела, или действие тел скомпенсировано, то тело находится в покое или движется с постоянной скоростью. Такое движение называют движением по инерции. I закон Ньютона

Слайд 4

Типичным случаем использования инерции в живом мире являются прыжки: тело человека находится под действием силы, развиваемой мышцами ног , лишь в начале прыжка, пока ноги не отделил о сь от земли. В дальнейшем никакого двигательного усилия уже не нужно: тело движется вперед, преодолевая сопротивление воздуха и частично силу тяжести, исключительно вследствие инерции.

Слайд 5

II ЗАКОН НЬЮТОНА СИЛА – ПРИЧИНА УСКОРЕНИЯ. Ускорение прямо пропорционально действующей на тело силе F и обратно пропорционально массе тела m.

Слайд 6

Растягивая динамометр двумя руками, человек может развить силу, равную по меньшей мере 100 Н. Упираясь ногами в петлю, он сможет тянуть веревку вверх с силой около 1000 Н. Развиваемая при этом сила называется становой.

Слайд 7

Но есть способы, с помощью которых можно увеличить значение силы, развиваемой человеком. Нам на помощь приходит II закон Ньютона. Человек сможет развить большую силу, если будет двигаться с ускорением. Поэтому, чтобы прыгнуть дальше, спортсмен разгоняется. Сильнее получатся и удар, если он сделан с размаха.

Слайд 8

Мышечная ткань обладает свойством сокращаться и растягиваться, ей присущи эластичность и упругость, то есть способность восстанавливать свою форму после прекращения действия деформирующего усилия. При этом упругие характеристики мышечной ткани выше, чем такие же показатели искусственных материалов. «Источником» силы в теле человека являются мышцы. В теле человека их насчитывается около 600.

Слайд 9

III ЗАКОН НЬЮТОНА Оказывается и третий закон Ньютона оказывается справедливым, если его рассматривать, применительно к человеку. C ила действия, равна силе противодействия.

Слайд 10

СИЛА ТЯЖЕСТИ, ВЕС, НЕВЕСОМОСТЬ Силой тяжести называется сила, с которой любое тело притягивается Землей. Ускорение свободного падения для всех точек на поверхности Земли постоянно g =9,82 м/с 2 . Весом тела называется сила, с которой тело, действует на подставку, или растягивает подвес . Хотя вес возникает в результате притяжения тела Землей, он НЕ ВСЕГДА равен силе тяжести. Явление, при котором вес тела равен нулю называется невесомостью .

Слайд 11

В физиологии вес определяют как величину, пропорциональную силе, действующей со стороны жидкости в полукружных каналах внутреннего уха человека на нервные окончания. Возрастание ускорения по сравнению с ускорением свободного падения g , которое человек испытывает, находясь на Земле, называется перегрузкой. Большие перегрузки опасны для человека.

Слайд 12

Перегрузка

Слайд 13

Уже при ускорениях несколько больших, чем g , у человека нарушается зрение, и появляются галлюцинации. При перегрузках происходит замедление кровообращения. При ускорении 5 g , направленном вдоль тела в направлении ноги – голова, кровь утяжеляется настолько, что сердце не может гнать ее к голове. Человек испытывает ощущение «черной пелены» перед глазами и теряет сознание. Если ускорение направлено в противоположную сторону (голова – ноги), перед глазами встает «красная пелена» и наступает потеря сознания от прилива крови к голове.

Слайд 14

Перегрузку в 10 g человек выдерживает не более 1 секунды. Возникновение перегрузок связывают со стартами космических кораблей, при этом космонавт испытывает перегрузки, равные 7 – 9 g . Большие перегрузки (до 10 g ) возникают при раскрытии парашюта, управляемом спуске космического аппарата, резком маневрировании на скоростном самолете, автомобильной аварии. Методы борьбы с опасными перегрузками предложил К.Э. Циолковский. Один из них заключается в расположении тела космонавта так, чтобы ускорение было направлено перпендикулярно человеческо му тел у . В горизонтальном положении тренированный человек способен переносить без вреда для здоровья нагрузку до 30 g .

Слайд 15

НЕВЕСОМОСТЬ На практике в земных условиях состояние невесомости наблюдают: а) при иммерси и , т.е. погружени и тела в жидкость с плотностью, равной плотности тела. В этом случае вес тела уравновешивается архимедовой силой, тело становится «невесомым», приобретая способность свободно перемещаться в любом направлении. В невесомости у человека наруш ается вестибулярн ый аппарат, зрени е , кожн ая и мышечн ая чувствительност ь . Человек начинает такое ощущение, как будто он падает или совершает полет вниз головой .

Слайд 16

При невесомости происходит перераспределение массы циркулирующей крови: из нижней части тела она устремляется в верхнюю. Возрастающий поток крови к сердцу воспринимается нервными окончаниями, которые контролируют объем и давление крови; почки выделяют повышенное количество воды. Одновременно уменьшается чувство жажды, устанавливается отрицательный водный баланс.

Слайд 17

Еще одно действие невесомости : К ости и мышцы лишаются весовой нагрузки. Весь характер двигательной активности приобретает новые черты: человек не ходит, а плавает в космическом корабле. Для перемещения как внутри корабля, так и вне его, большие преимущества приобретают руки, а не ноги. Мышцы начинают атрофироваться, меняется . Для того чтобы не допустить детринерованности, космонавты провод ят специальные комплексы тренировок.

Слайд 18

СИЛА УПРУГОСТИ И ОПОРНОДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА Ходьба в вертикальном положении обусловила ряд серьезных механических недостатков организма человека. Это возрастание нагрузок на позвоночник. Для удержания мышц и обеспечения подвижности позвоночник человека приобрел сложную S – образную форму, для поддержания которой, в свою очередь требуются большие нагрузки на мышцы и связки тела.

Слайд 19

Позвоночник человека имеет сложное строение. Костная ткань собрана в нем в валики, по форме напоминающие маленькие барабаны, — позвонки. Между ними имеются межпозвонковые диски, состоящие из мягкой соединительной ткани и позволяющие позвонкам совершать смещения.

Слайд 20

Как правило, позвоночный столб подвергается общему сжатию как под воздействием веса тела, которое на нем держится, так и под воздействием натяжения различных мышц и сухожилий.

Слайд 21

Изменения позвоночного столба начинаются у человека уже с 18-летнего возраста, поэтому говорят, что позвоночник – наиболее рано стареющий орган тела человека .

Слайд 22

СИЛА ТРЕНИЯ В СУСТАВАХ Суставы человека похожи на шарниры: шаровой и цилиндрический . Вся поверхность сустава, испытывающего трение, покрыто особой хрящеватой тканью, пропитанной синовиальной жидкостью.

Слайд 23

СРАВНЕНИЕ УДАРОВ СПОРТСМЕНОВ Оба они развили обычные человеческие способности к нанесению спортивных ударов специальны ми тренировками. В обоих случаях сила удара возникает за счет изменения импульса стоящего человека, ускоряющего наносящую удар руку из состояния покоя до некоторой скорости, на пути, равном размаху человека. С равни м сил ы ударов двух спортсменов боксера и каратиста.

Слайд 24

График и зависимости силы удара спортсменов от времени F, 10 3 Н 3 3000Н  0,01с= 2 =30Нс 1 3000 Н 0 0,01 0,02 0,03 t, c 0,01 c F, 10 3 Н 3 300Н  0,1с=30Нс 2 1 300 H 0 0,02 0,1 c 0,012 t,c

Слайд 25

Боксер передает большой импульс, массе противника, сбивая его с ног. Каратист концентрирует свой удар на очень маленьком участке тела и старается завершить его на небольшой глубине. Поэтому каратист легко может своим ударом разрушить ткани и кости противника.

Слайд 26

МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА Механическая работа – физическая величина, равная произведению силы, действующей на тело, на перемещение, которое совершило тело под действием этой силы . С точки зрения физики, человек, удерживающий в руках груз, работу не совершает. Так ли это на самом деле?

Слайд 27

Мозг непрерывно посылает волокнам мышц руки, удерживающей груз, электрические импульсы – управляющие сигналы. Получившая сигнал мышца сокращается, а затем расслабляется. При работе мышцы в нее сплошным потоком идут нервные импульсы и пока одни волокна сокращаются, другие – отдыхают. Получившая сигнал мышца сокращается, а затем расслабляется.

Слайд 28

При работе мышцы в нее идут нервные импульсы и пока одни волокна сокращаются, другие отдыхают. Н апряжени е мышц требует непрерывного расходования энергии, приводящего к усталости мышц. К огда рука устает, она начинает дрожать. При накоплении мышечной усталости человек может уронить груз, упасть, потерять сознание. Человек тер яет энерги ю . Е сли расходуется энергия, то совершается работа . То есть, человек совершает работу, просто удерживая груз, не перемещая его на какое-либо расстояние.

Слайд 29

СТАТИКА В ТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА СТАТИКА занимается изучением сил, действующих на тела, находящиеся в равновесии. Значение сил, действующих в суставах и мышцах человека, очень важно для медицины (и прежде всего для лечения травм), не менее важно для научного подхода к занятиям спортом.

Слайд 30

Пример рычага в руке человека В теле человека много рычагов. Очень интересно свойство этих рычагов – у них очень высокий коэффициент полезного действия, достигающий 98 – 100%. Это объясняется тем, что в нем малы потери на трение .

Слайд 31

Основными рабочими мышцами руки, отвечающими за перемещение предплечья, являются бицепс (двуглавая мышца) и трицепс (трехглавая мышца). Как все мышц, они не могут создавать толкающих усилий – они могут только тянуть. Когда человек поднимает одной рукой предмет, бицепс сокращается, а трицепс удлиняется. Когда человек опускает предмет, происходит противоположное.

Слайд 32

ВЫВОДЫ В своей работе я не рассматривала вопросы, связанные с электрическими и электромагнитными явлениями в организме человека. Мне кажется, что очень интересно изучить и биоритмы природы и человека. Не описаны мною также тепловые свойства и законы тепловых явлений , процесс зрения, то есть связи человеческого организма с оптическими явлениями. Интересны вопросы, связанные с обменом веществ и влиянием радиоактивных явлений на наш организм.

nsportal.ru

Элективный курс «Физика человека»

Разделы: Физика

---

В курсе физики, изучаемом в современной школе, практически не уделяется внимания на физические параметры, характеризующие человека. Однако в связи с изучением вопросов психологии в школе, моделировании процессов, происходящих в живых организмах, в технике, развитием такой науки как бионика у учащихся всё чаще проявляется повышенный интерес к изучению физики человека.

В ходе изучения данного курса учащиеся не только удовлетворят свои образовательные потребности, но и получат навыки исследовательской деятельности, познакомятся с методами исследования в физике и биологии, получат краткие данные о медицинской и биологической аппаратуре. Навыки, полученные при работе с измерительными приборами, выполнение практических работ и постановка эксперимента пригодятся в дальнейшей научно-технической деятельности. Объяснение отдельных процессов, происходящих в живых организмах, на основе физических законов поможет им установить причинно-следственные связи, существующие в живой и неживой природе, сформирует интерес не только к физике, но и биологии.

Программа курса носит практико-ориентированный характер с элементами научно-исследовательской деятельности. Данный элективный курс может быть использован для преподавания в классах с биолого-химическим или медицинским профилями.

Изучение элективного курса рассчитано на 17 часов, из них на изучение теоретических вопросов 7,3 ч. (43%), практических занятий  (решение задач, выполнение лабораторных работ) –9,7 ч. (57%)

Основные цели курса:

• Показать учащимся единство законов природы, применимость законов физики к живому организму, перспективное развитие науки и техники, а также показать в каких сферах профессиональной деятельности им пригодятся полученные на спецкурсе знания.
• Создать условия для формирования и развития интеллектуальных и практических умений у учащихся в области физического эксперимента.
• Развивать познавательную активность и самостоятельность, стремление к саморазвитию и самосовершенствованию.

Задачи курса:

• Способствовать формированию познавательного интереса к физике, развитию творческих способностей у учащихся.
• Развивать интеллектуальную компетентность учащихся.
• Формировать навыки выполнения практических работ, ведения исследовательской деятельности.
• Совершенствовать навыки работы со справочной и научно популярной литературой.

По окончании изучения курса учащиеся должны

• знать:
  • какие физические законы можно использовать при объяснении процессов, происходящих в организме человека;
  • особенности своего организма с точки зрения законов физики.
• уметь:
  • работать с различными источниками информации;
  • наблюдать и изучать явления, описывать результаты наблюдений;
  • моделировать явления, отбирать нужные приборы, выполнять измерения, представлять результаты измерений в виде таблиц, графиков, ставить исследовательские задачи.

Основное содержание курса

Содержание курса качественно отличается от базового курса физики. На уроках законы физики рассматриваются в основном на неживых объектах. Однако очень важно, чтобы у учащихся постепенно складывались убеждения в том, что, причинно-следственная связь явлений имеет всеобщий характер и что, все явления, происходящие в окружающем нас мире, взаимосвязаны. В курсе рассматриваются вопросы, направленные на развитие интереса к физике, к экспериментальной деятельности, формирование умений работать со справочной литературой. По окончании изучения курса учащиеся составляют “Физический паспорт человека”.

Механические параметры человека – 10 ч.

Физика. Человек. Биофизические исследования в физике. Линейные размеры различных частей тела человека, их масса. Плотности жидкостей и твердых тканей, из которых состоит человек.
Кинематические величины и тело человека.
Движение тела в поле силы тяжести. Свободное падение. Время реакции человека. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
Первый закон Ньютона. Инерция в живой природе. Второй закон Ньютона. Определение силы человека. Динамика мышечной ткани. Третий закон Ньютона.
Тело человека в гравитационном поле земли. Условия длительного существования человека на космической станции. Меры защиты летчиков и космонавтов от ускорения. Невесомость и перегрузки.
Прямохождение и опорно-двигательная система человека. Ходьба человека. Виды суставов. Деформация костей, сухожилий, мышц. Прочность биологических материалов. Строение костей с точки зрения возможности наибольшей деформации.
Проявление силы трения в организме человека, естественная смазка. Тормозной путь.
Давление. Атмосфера и человек. Дыхание. Давление жидкости. Давление крови.  Законы движения крови в организме человека.
Сохранение равновесия живыми организмами. Центр тяжести тела человека. Рычаги в теле человека.
Работа и мощность, развиваемая человеком в разных видах деятельности. «Энергетика» и развитие человека. Применение закона сохранения энергии к некоторым видам движения человека.
Роль атмосферного давления в жизни человека. Осмотическое давление. Изменение кровяного давления в капиллярах. Органы дыхания.
Лабораторные работы.

• Проведение антропологических измерений
• Определить среднюю скорость движения.
• Определение времени реакции человека.
• Градуировка динамометра и определение становой силы человека.
• Определение коэффициентов трения подошв обуви человека о различные поверхности.
• Определение мощности, развиваемой человеком.

Колебания и волны в живых организмах – 2 ч.

Колебания и человек. Происхождение биоритмов. Сердце и звуки, сопровождающие работу сердца и легких, их запись.
Звук как средство восприятия и передачи информации. Орган слуха. Ультразвук и инфразвук. Область слышимости звука. Голосовой аппарат человека. Характеристики голоса человека.
Лабораторная работа.

• Определение дыхательного объема легких человека.
• Проведение инструментальных измерений и функциональных проб.
• Подсчет пульса до и после дозированной нагрузки.
• Изучение свойств уха.

Тепловые явления – 1 ч.

Терморегуляция человеческого организма. Влажность. Органы дыхания. Тепловые процессы в теле человека. Человек как тепловой двигатель. Лабораторная работа.

• Подсчет энергетических затрат и определение калорийности рациона

Электричество и магнетизм – 2 ч.

Электрические свойства тела человека. Биоэлектричество. Бактерии – первые электрики Земли. Фоторецепторы, электрорецепторы, биоэлектричество сна. Электрическое сопротивление органов человека постоянному и переменному току.
Человек в мире электромагнитных излучений.
Лабораторная работа.

• Определение сопротивления тканей человека постоянному и переменному электрическому току.

Оптические параметры человека – 1 ч.

Строение глаза человека. Сила аккомодации глаза. Оптическая сила. Дефекты зрения и способы их исправления. Особенности зрения человека. Разрешающая способность глаза человека. Как получается, что мы видим. Для чего нам два глаза. Спектральная и энергетическая чувствительность глаза.
Лабораторная работа.

• Наблюдение некоторых психофизиологических особенностей зрения человека.
• Определение характеристических параметров зрения человека.
• Определение спектральных границ чувствительности человеческого глаза.

Система аттестации учащихся. После окончания изучения курса зачет ставится при выполнении следующих условий:

• Активное участие в подготовке и проведении семинаров, конференций, выпуске газет, изготовлении моделей.
• Выполнение не менее половины лабораторных работ.
• Выполнение не менее одного экспериментального задания исследовательского или конструкторского характера.
• Составление “Физического паспорта человека”.

Тематическое планирование курса

№ п/п	Тема занятия	Количество часов
		всего	теория	практика
Механические параметры человека (10 ч)
1.	Физика. Человек. Окружающая среда.	1	0,5	0,5
2.	Кинематика и тело человека.	1	0,4	0,6
3.	Движение тела в поле силы тяжести.	1	0,3	0,7
4.	Законы Ньютона в жизни человека.	1	0,5	0,5
5.	Гравитация и человек.	1	0,6	0,4
6.	Прямохождение и опорно-двигательная система человека.	1	0,3	0,7
7.	Проявление силы трения в организме человека.	1	0,4	0,6
8.	Работа и мощность, развиваемая человеком в разных видах деятельности.	1	0,3	0,7
9.	Статика в теле человека.	1	0,4	0,6
10.	Давление и тело человека.	1	0,6	0,4
Колебания и волны в живых организмах (2 ч)
11.	Колебания и человек.	1	0,5	0,5
12.	Звук.	1	0,4	0,6
Тепловые явления (1 ч)
13.	Тепловые процессы в теле человека.	1	0,5	0,5
Электричество и магнетизм. (2 ч)
14.	Электрические свойства тела человека	1	0,4	0,6
15.	Человек в мире электромагнитных излучений.	1	0,5	0,5
Оптические параметры человека (1 ч)
16.	Глаз и зрение	1	0,4	0,6
17.	Конференция.	1		1
	Итого:	17	7,3	9,7

22.05.2011

Поделиться страницей:

urok.1sept.ru

Физика человека. Механические парамеиры.

ЗАДАЧНИК ОНЛ@ЙН  БИБЛИОТЕКА 1  БИБЛИОТЕКА 2 * избыточное давление крови измеряют от условного нуля, за который принимают атмосферное давление. Поэтому давление крови, например, в 9,3 кПа (70 мм рт. ст.) означает, что давление крови на 9,3 кПА (70 мм. рт. ст. ) превышает атмосферное давление. За одно сокращение сердце человека выбрасывает примерно 60 см3 крови, за 1 минуту 3,6 л (при 60 сокращениях в минуту), за 1 час – 216 л, а в сутки примерно 5200 л крови. Во время напряженной работы организма (например, при беге на лыжах) сердце человека за 1 минуту «перекачивает» до 20-35 л крови (при 165-196 сокращениях в минуту). Для сравнения – расход воды полностью открытого водопроводного крана за 1 мин составляет примерно 20 л.

Механические параметы. Звуковые параметры. Тепловые параметры. Электрические параметры. Оптические параметры. Расход энергии человеком. Механические параметры Средняя плотность тела человека, кг/м3 1036 Плотность крови, кг/м3 1050-1064 Средняя скорость движения крови в сосудах, м/с   в артериях 0,2-0,5 в венах 0,10-0,20 в капилярах 0,0005-0,0020 Скорость распространения раздражения по двигательным и чувствительным нервам, м/с 40-100 Нормальное збыточное давление в артерии руки взрослого человека*   нижнее (т.е. начальной фазе сокращения сердца), кПа (мм. рт. ст.) 9,3 (70) верхнее (т.е. конечной фазе сокращения сердца) кПа (мм. рт. ст.) 16,0 (120) Сила, развиваемая работающим сердцем, Н   в начальной фазе сокращения 90 в конечной фазе сокращения 70 Масса крови, выбрасываемая сердцем в 1 мин, кг 3,6 Работа сердца при одном сокращении, Дж (кгс м) 1 (0,1) Мощность, развиваемая взрослым человеком, Вт   при обычной ходьбе по равной дороге при слабом ветре 60-65 при быстрой ходьбе (км/ч) по равной дороге при слабом ветре 200 при езде на велосипеде со скоростью 10 км/ч в безветренную погоду 40 при езде на велосипеде со скоростью 20 км/ч в безветренную погоду 320 Звуковые параметры Мощность голоса, Вт:   тихий шепот ≈ 10-9   речь обычной громкости ≈ 7 * 10-6   предельная громкость ≈ 2 * 10-3 Интенсивность звука при пороге слышимости, Вт/м2 10-12 Интенсивность звука при пороге болевого ощущения1, Вт\м2 10-100 Частоты. к котором ухо имеет наибольшую чувствительномть. Гц 1500-4000 Частотный диапазон при обычном разговоре, Гц:   у мужчин 85-200   у женщин 160-340 Примерное число колебаний голосовых связок при пении, Гц:   бас 80-350   баритон 110-400   тенор 130-520   сопрано 260-1050   детский голос 260-1050   колоратурное сопрано 330-1400 Длина голосовых связок у певцов, см:   бас ≈ 2,5   тенор 1,7-2,0   сопрано ≈ 1,5 Рекордная высота звука женсого голоса (при пении), кГц 2,35 Скорость звука в тканях тела, м/с  1530-1600 1 Диапазон интенсивности звуков, воспринимаемых ухом человека, необычно велик: наиболее сильные звуки, воспринимаемые ухом (≈ 10-100 Вт/м2), отличаются от наиболее слабых, еще воспринимаемых звуков (10-12 Вт/м2) в 1013-1014 раз. Тепловые параметры Нормальная температура тела, oС 36,7 Температура отделных участков тела, oС:     лба 33,4   ладони рук 32,8   подошвы ног 30,2 Температура замерзания (плавления) крови, oС от -0,56 до -0,58 Удельная теплоемкость крови, кДж/(кг К) 3,9 Удельная теплоемкость крови, кал/(г oС) 0,93 Масса воды испаряющаяся с поверхности кожи и легких в сутки, кг 0,8 — 2,0 Наиболее благоприятная для жизни человека относительная влажность, % 40 — 60 Поверхностное натяжение крови, мН/м 60 Электрические параметры Удельное сопротивление тканей тела, Ом м:     мышцы 1,5   кровь 1,8   верхней слой кожи (сухой) 3,3 * 105   кость (без надкостницы) 2 * 106 Диэлектрическая проницаемость     кровь 85,5   верхней слой кожи (сухой) 40 — 50   кость (без надкостницы) 6 — 10 Сопротивление тела человека от конца одной руки до конца другой (при сухой неповрежденной коже рук)1, кОм ≈ 15 Сила тока через тело человека, считающаяся безопасным, мА до 1 Сила тока через тело человека, приводящая к серьезным поражениям организма, мА ≈ 100 Безопасное электрической напряжение (сырое помещение), В 12 Безопасное электрическое напряжение (сухое помещение), В 36 1Электрическое сопротивление человеческого тела определяется в основном сопротивлением поверхностного слоя кожи (эпидермиса). Оптическик параметры Длительность сохранения глазом возникшего зрительного ощущения, с 0,14 Диаметр газного яблока взрослого человека, мм 24 — 25 Расстояние между зрачками глаз («база глаз») у взрослого человека, мм 54 — 72 Толщина склеры, мм 0,4 — 1,0 Толшина сосудистой оболочки, мм до 0,35 Толщина сетчатки, мм 0,1 — 0,4 Диаметр хрусталика, мм 8 — 10 Наибольшая тольщина хрусталика, мм 3,7 — 4,0 Показатель преомления хрусталика ≈ 1,4 Фокусное расстояние хрусталика, мм ≈ 70 Оптическая сила хрусталика (у молодых людей), дптр от 19 до 33 Показатель преомления водянистой и студенистой влаги 1,34 Давление прозрачной жидкости, заполняющей глаз (внутриглазное давление), кПа (мм рт. ст.) ≈ 104 (≈ 780) Диаметр зрачка, мм   при больших (дневных) освещениях 2 — 3   при малых освещениях (0,01 лк) 6 — 8 Размеры слепого пятна (форма овальная) мм 1,5 х 2,0 Число палочек в сетчатке глаза, млн. ≈ 130 Число колбочек в сетчатке глаза, млн. ≈ 7 Длина волны света, к к которой глаз наиболее чувствителен, нм 555 (желто-зеленые лучи) Оптическая сила всего глаза, дптр ≈ 60 Поле зрения неподвижного глаза,   по горизонтали ок. 160   по вертикали ок. 130 Минимальный размер изображения предмета на сетчатке, при котором две точки предмета воспринимаются раздельно, мм 0,002 Чувствительность человеческого глаза Наименьшая световая энергия, которую способен воспринимать привыкший к темноте глаз*, аДЖ ≈ 10-17 Наименьший световой поток**, падающий на площадь зрачка воспринимаемый привыкшим к темноте глазом, аВт ≈ 20 Максимальный световой поток, падающий на площадь зрачка глаза, который может восприниматься глазом безболезненно, мкВт ≈ 20 Наименьшая освещенность, воспринимаемая привыкшим к темноте глазом, лк 10-9 Наименьшая освещенность, при которой глаз, привыкший к темноте отличает белую поверхность от черной, лк 10-6 высота полета самолета, с которой летчик в ясную безлунную звездную ночь может видеть свет свечи. км 4-9 *Привыкший к темноте глаз — самый чувствительный в природе световой прибор, он способен воспринимать световую энергию (при длине волны 500 нм), равную энергии нескольких фотонов (от2 до 8 по данным различных исследователей). **Этот световой поток соответствует энергии нескольких десятков фотонов в 1 с. Расход энергии человеком (ориентировочные значения) Вид деятельности Расход энергии в 1 ч на 1 кг массы человека кДж ккалл Подготовка уроков 5,4-6,7 1,3-1,6 Практические занятия (лабораторные работы) 6,0-6,7 1,4-1,6 Чтение про себя 5,4 1,3 Физическая зарядка 14,3-20,6 3,4-4,9 Плавание 30,0 7,1 Сон 3,8 0,9 Спокойное лежание 4,6 1,1 Стойка «Вольно» 7,1 1,7 Управление мотоциклом 8,8 2,1 Сгребание сена 22,7-24,6 5,4-5,7 Работа прицепщика на сельскохозяйственных машинах 11,3-17,2 2,7-4,1 Ходьба по ровной дороге (со скоростью 5 км/ч) 13,9-18,4 3,3-3,9

www.kilomol.ru