Начальная

Windows Commander

Far
WinNavigator
Frigate
Norton Commander
WinNC
Dos Navigator
Servant Salamander
Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins
Необходимые Утилиты
Текстовые редакторы
Юмор

File managers and best utilites

Реферат: Основные концепции и законы физики. Механика сердца реферат по физике


"Сердце отданное науке" - физика, презентации

Цели урока:

1.Повторить в игровой форме понятия, которые являются базой для начала изучения курса физики,

2.Расширить кругозор учащихся,

3.Научить применять знания в новой ситуации,

4.Воспитывать коммуникативные способности учащихся.

Исаак Ньютон (1643-1727)

   Английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики,

 член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики,

 открыл закон всемирного тяготения,

объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны вокруг Земли, а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики. 

Просмотр содержимого документа «"Сердце отданное науке" »

Презентацию подготовила учитель физики школы №14 Мубаракова Л.Е. 2014 год ц

Презентацию подготовила

учитель физики школы №14

Мубаракова Л.Е.

2014 год

ц

повторить в игровой форме понятия, которые являются базой для начала изучения курса физики, расширить кругозор учащихся, научить применять знания в новой ситуации, воспитывать коммуникативные способности учащихся .
  • повторить в игровой форме понятия, которые являются базой для начала изучения курса физики,
  • расширить кругозор учащихся,
  • научить применять знания в новой ситуации,
  • воспитывать коммуникативные способности учащихся .
Мелькают лица, знакомые и не знакомые. Кто эти люди? Это они играют огромное значение в развитии научно-технического прогресса. Люди науки, физики. Какие они, какие открытия они сделали. На эти вопросы мы попытаемся сегодня дать ответы.  Каждый из вас, задумывался над тем, какой выбрать дальнейший путь, что нужно человеку для достижения поставленной цели, какими чертами характера должен обладать человек.  Сегодня мы на примере жизни и деятельности ученых посмотрим, а что же им помогало и помогает в изучении различных явлений, и конечно познакомимся с открытиями, которые они совершили.   
  • Мелькают лица, знакомые и не знакомые. Кто эти люди? Это они играют огромное значение в развитии научно-технического прогресса. Люди науки, физики. Какие они, какие открытия они сделали. На эти вопросы мы попытаемся сегодня дать ответы.  Каждый из вас, задумывался над тем, какой выбрать дальнейший путь, что нужно человеку для достижения поставленной цели, какими чертами характера должен обладать человек.  Сегодня мы на примере жизни и деятельности ученых посмотрим, а что же им помогало и помогает в изучении различных явлений, и конечно познакомимся с открытиями, которые они совершили. 
В чем сущность явлений? – На это ответ Искал сиракузский мудрец … (Архимед) Быстрей ли то падает, что тяжелей? И это проверить решил… (Галилей ) “ Сложен мир из мельчайших частиц” - так считал древний грек …    (Демокрит) Этот русский ученый совершил в 1887г полет на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения.
  • В чем сущность явлений? – На это ответ Искал сиракузский мудрец …

(Архимед)

  • Быстрей ли то падает, что тяжелей? И это проверить решил…

(Галилей )

  • “ Сложен мир из мельчайших частиц” - так считал древний грек …   

(Демокрит)

  • Этот русский ученый совершил в 1887г полет на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения.

(Д.И.Менделеев )

Английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики, открыл закон всемирного тяготения, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны  вокруг Земли , а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.
  • Английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики,
  • член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики,
  • открыл закон всемирного тяготения,
  • объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны  вокруг Земли , а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.
Итальянский физик, механик, астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он первым использовал телескоп   для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики.

Итальянский физик, механик, астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он первым использовал телескоп

  для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики.

Древнегреческий математик,  физик и инженер из Сиракуз. Сделал множество открытий в геометрии. Заложил основы механики,
  • Древнегреческий математик, 

физик и инженер из Сиракуз.

  • Сделал множество открытий в геометрии.
  • Заложил основы механики,

  гидростатики, автор ряда важных изобретений.

Речь пойдет об ученом. О ком именно? Еще в студенческие годы он открыл, что период колебаний маятника не зависит от амплитуды. После окончания университета он занялся исследованиями в области механики и астрономии. Им открыт принцип относительности движения и закон инерции. Он открыл 4 спутника у Юпитера и фазы Венеры. Для изучения закономерностей свободного падения тел он использовал наклонную башню в г. Пиза.
  • Речь пойдет об ученом. О ком именно?
  • Еще в студенческие годы он открыл, что период колебаний маятника не зависит от амплитуды.
  • После окончания университета он занялся исследованиями в области механики и астрономии.
  • Им открыт принцип относительности движения и закон инерции.
  • Он открыл 4 спутника у Юпитера и фазы Венеры.
  • Для изучения закономерностей свободного падения тел он использовал наклонную башню в г. Пиза.

Ответ: итальянский ученый Галилео Галилнй

Он - один из первых ученых, работавших на войну, и первая жертва войны среди людей науки. Круг его научных интересов: математика, механика, оптика, астрономия. Он - крупный изобретатель. Его изобретения широко известны. С одним из его открытий мы сталкиваемся почти каждую неделю. По легенде, ему принадлежит возглас:
  • Он - один из первых ученых, работавших на войну, и первая жертва войны среди людей науки.
  • Круг его научных интересов: математика, механика, оптика, астрономия.
  • Он - крупный изобретатель. Его изобретения широко известны.
  • С одним из его открытий мы сталкиваемся почти каждую неделю.
  • По легенде, ему принадлежит возглас: "Эврика!", прозвучавший вслед за сделанным им открытием.
  • Ответ:  Архимед
Английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики. Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики. Им был открыл закон всемирного тяготения, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны  вокруг Земли , а также приливы в океанах. Ответ: Иссак Ньютон Ответ: Иссак Ньютон
  • Английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики.
  • Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики.
  • Им был открыл закон всемирного тяготения, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны  вокруг Земли , а также приливы в океанах.
  • Ответ: Иссак Ньютон
  • Ответ: Иссак Ньютон
При каком виде трения возникает наибольшая
  • При каком виде трения возникает наибольшая

сила трения.

2. Прибор для измерения силы.

3. Какой вид деформации происходит с резиновым жгутом, когда, взяв его за концы, разводят руки в сторону.

4. Сила, с которой Земля притягивает к себе тела.

5. Сила, возникающая при деформировании тела.

6. Вид деформации при свивании тонких проволочек в жгут.

7. Притяжение всех тел друг к другу.

8. Сила, с которой тело, притягиваясь к Земле, действует на опору или подвес.

9. Деформации, после которых тело возвращается к начальным размерам и форме.

10. Изменение формы и размера тела.

11. Термин, заменяющий во всех случаях взаимодействия тел слова «действие другого тела».

12. При каком виде трения возникает наименьшая сила трения?

13. Какая единица принята в СИ основной для измерения сил.

14. Сила взаимодействия поверхностей тел, которая препятствует их относительному движению.

15. Числовое значение силы.

 

Покоя Динамометр Растяжение Тяжести Упругости Кручение Тяготение Вес
  • Покоя
  • Динамометр
  • Растяжение
  • Тяжести
  • Упругости
  • Кручение
  • Тяготение
  • Вес

9. Упругая

10. Деформация

11. Сила

12. Качение

13. Ньютон

14. Трение

15. Модуль

m= ρ V F=mg v=S/t S=vt t=s/v ρ =m/V m=F/g V=m/ ρ
  • m= ρ V
  • F=mg
  • v=S/t
  • S=vt
  • t=s/v
  • ρ =m/V
  • m=F/g
  • V=m/ ρ

V

S

t

ρ

m

F

𝜈

g

+

-

/

А ты?  Входя в дома любые –  И в серые, и в голубые,  Всходя на лестницы крутые,  В квартиры светом залитые,  Прислушиваясь к звону клавиш  И на вопрос даря ответ,  Скажи:  Какой ты след оставишь?  След,  Чтоб вытерли паркет  И посмотрели косо вслед?  Или  Незримый прочный след?  В чужой душе на много лет!  (Леонид Мартынов)
  • А ты?  Входя в дома любые –  И в серые, и в голубые,  Всходя на лестницы крутые,  В квартиры светом залитые,  Прислушиваясь к звону клавиш  И на вопрос даря ответ,  Скажи:  Какой ты след оставишь? 
  • След,  Чтоб вытерли паркет  И посмотрели косо вслед?  Или  Незримый прочный след?  В чужой душе на много лет!  (Леонид Мартынов)
Автор данного шаблона: Ермолаева Ирина Алексеевна учитель информатики и математики МОУ «Павловская сош» с.Павловск Алтайский край

Автор данного шаблона:

Ермолаева Ирина Алексеевна

учитель информатики и математики

МОУ «Павловская сош»

с.Павловск

Алтайский край

http://s58.radikal.ru/i162/1007/2d/0d2c12b4102c.png http :// www . rustrahovka . ru / upload / iblock / b 8 c /. png http://www.grafamania.net/uploads/posts/2008-08/1219611582_7.jpg http://intoclassics.net/_nw/175/s49938722.jpg

http://s58.radikal.ru/i162/1007/2d/0d2c12b4102c.png

http :// www . rustrahovka . ru / upload / iblock / b 8 c /. png

http://www.grafamania.net/uploads/posts/2008-08/1219611582_7.jpg

http://intoclassics.net/_nw/175/s49938722.jpg

kopilkaurokov.ru

Физическая модель сосудистой системы. Работа сердца.

Количество просмотров публикации Физическая модель сосудистой системы. Работа сердца. - 2145

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ᴦ. СЕМЕЙ

Методическое пособие по теме:

Физические основы гемодинамики.

Закономерности движения крови в артериальном и венозном русле.

Составитель: Преподаватель

Ковалева Л.В.

Основные вопросы темы:

1.Понятие гемодинамики.

2. Физическая модель сосудистой системы. Работа сердца.

3. Физические основы клинического метода измерения давления крови.

4. Движение крови по сосудам. Непрерывность кровотока.

5. Систолическое и диастолическое давление, пульсовое давление крови.

6. Систолический и минутный объём кровотока.

7. Биофизические особенности аорты. Распространение пульсовой волны по стенке

артерий. Венный пульс.

8. Биофизические особенности артериол большого круга кровообращения.

Гемодинамика.

Гемодинамика один из разделов биомеханики, изучающий законы движения крови по кровеносным сосудам. Задача гемодинамики – установить взаимосвязь между основными гемодинамическими показателями, а также их зависимость от физических параметров крови и кровеносных сосудов. К основным гемодинамическим показателям относятся давление и скорость кровотока. Давление - ϶ᴛᴏ сила, действующая со стороны крови на сосуды, приходящаяся на единицу площади. Различаю объёмную и линœейную скорость кровотока. Объемной скоростью кровотока Q называют величину, численно равную объёму жидкости, протекающему в единицу времени через данное сечение трубы : Q=V/t

Линœейная скорость представляет путь, проходимый частицами крови в единицу времени : v=l/t. Поскольку скорость крови неодинакова по сечению сосудов, то речь пойдет о средней скорости. Линœейная и объёмная скорости связаны простым соотношением Q=vS, где S площадь поперечного сечения потока жидкости.

Важно заметить, что для сплошного течения несжимаемой жидкости выполняется условие неразрывности струи: через любое сечение струи в единицу времени протекают одинаковые объёмы жидкости: Q=vS=const. Для гемодинамики данный закон можно сформулировать так: в любом сечении сердечно-сосудистой системы объёмная скорость кровотока одинакова.

Физическая модель сосудистой системы. Работа сердца.

Физическую модель сердечно-сосудистой системы можно представить в виде замкнутой (не имеющей сообщения сатмосферой), мно­гократно разветвленной и заполненной жидкостью системы трубок с эластичными стенками, движение жидкости в которой происходит под действием ритмически работающего нагнетательного насо­са (на рис. в виде резиновой груши). При сжатии груши содержа­щийся в ней объём жидкости проталкивается через отверстие клапана К1в систему трубок состороны Л,вызывая в них продвижение жидко­сти в сторону Б, затем клапан К1запирается, груша расширяется и через клапан К2в нее поступает соответствующий объём жидкости со стороны Б системы.

Особенностьюданной системы является, прежде всœего, постепенное и множественное разветвление трубок, особенно в ее средней части. Последняя состоит из весьма большого числа коротких параллельных трубок малого сечения, общий просвет которых имеет настолько боль­шое сечение, что скорость жидкости здесь снижается почти до нуля. Од­нако внутреннее трение в пристеночных слоях этих трубок настолько велико, что именноэта средняя часть системы представляет наибольшее сопротивление течению жидкости и обусловливает максимальное падение давления.

Другой особенностью системы является эластичность стенок трубок, благодаря которой при ритмической работе насоса ток жидкости в ней принимает равномерный характер. Размещено на реф.рфДопустим, что при сжатии груши неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ количество жидкости поступает в трубку А, уже заполненную жидкостью под некоторым давлением. Давление в трубке А повышается,эластичные стенки ее растягиваются и вмещают избыток жидкости. Далее стенки трубки А постепенно сокращаются и прогоняют избыток жидкости в следующее звено системы, стенки ко­торого также сначала растягиваются затем сокращаются и таким образом проталкивают жидкость в последующие звенья систе­мы трубок. В результате течение жидкости постепенно принимает рав­номерный характер. Размещено на реф.рфИллюстрацией подобного явления может служить следующий опыт. Две трубки {Б — жесткая и А — с эластичными стенками) с помощью тройника Т присоединœены к насосу-груше Г {В — резервуар с водой). На конце трубок имеются пробки Я с небольшими отверстиями, препятствующие свободному вы­теканию воды. При работе грушей можно наблюдать, как из трубы Б вытекает прерывистая струя, а из трубы А, стенки которой при этом периодически растя­гиваются и сокращаются — непрерывная.

Переходим к сосудистой системе. Начальное давление, крайне важно е для продвижения крови по всœей сосудистой системе, создается работой сердца.

Рассмотрим схематически явления, происходящие в большом круге кровообращения. При каждом сокращении левого желудочка сердца в аорту, уже заполненную кровью под соответствующим давлением, выталкивается так называемый ударный объём крови, в среднем раз­ный 65—70 мл. Далее клапаны аорты закрываются.

Поступивший в аорту дополнительный объём крови повышает дав­ление в ней и соответственно растягивает ее стенки. Волна повышенно­го давления, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ принято называть систолическим, вызывает колебания сосудистых стенок, распространяющиеся вдоль более крупных арте­рий в виде упругой волны. Эта волна давления принято называть пульсовой волной,скорость ее распространения зависит от упругости сосудистых стенок и имеет порядок 6—8 м/с.

Затем в, период расслабления сердечной мышцы (диастола, давление крови в данный момент принято называть диастолическим) стенки аорты постепенно, сокращаются до исходного положения и проталки­вают поступивший объём крови в более отдаленные крупные артерии. Стенки последних в свою очередь растягиваются и затем, сокращаясь, проталкивают кровьв последующие звенья сосудистой системы. В ре­зультате ток крови принимает непрерывный характер со скоростью в крупных сосудах порядка.0,3—0,5 м/с.

При таком механизме продвижения крови только часть энергии, развеваемой сердечной мышцей при сокращении, передается непосредственно массе крови в аорте и переходит в ее кинœетическую энергию. Остальная часть энергии переходит в потенциальную энергию деформации растяжения эластичных стенок крупных сосудов (преиму­щественно аорты) и затем уже постепенно по мере возвращения их в исходное положение передается массе крови в период расслабления сердечной мышцы. Существует также такое понятие как пульсовое давление крови, равное разности систолического и диастолического давления, составляющее в большом круге кровообращения примерно 40 мм рт. ст.

Количество Q крови, протекающее через поперечное сечение участка сосудистой системы в единицу времени и называемое объёмной скоростью кровотока, зависит от разности давлений в начале и конце участка и его сопротивления току крови. При расчетах объёмной скорости на отдельных участках сосудистой системы в первом приближе­нии пользуются формулой Гагена — Пуазейля, хотя сопротивление току крови в сосудистой системе выше, чем следует по формуле, вслед­ствие потерь энергии при деформации ее эластичных стенок, а также неизбежных завихрений в местах разветвления. Точный расчет с уче­том этих условий весьма сложен.

Сопротивление току крови, следовательно, и падение давления на различных участках сосудистой системы весьма различны. Оно зави­сит от общего просвета и числа сосудов в разветвлении. Наибольшее падение давления крови — не менее 50% от начального давления — происходит в артериолах. Число артериол в сотни раз больше числа крупных артерий при сравнительно небольшом увеличении общего просвета сосудов. По этой причине потери давления от пристеночного трения в них весьма велики. Общее число капилляров еще больше, однако дли­на их настолько мала, что падение давления крови в них хотя и сущест­венно, но меньше, чем в артериолах.

В сети венозных сосудов, площадь сечения которых в среднем в два раза больше площади сечения соответствующих артерий, скорость тече­ния крови невысока и падения давления незначительны. В крупных венах около сердца давление становится на несколько миллиметров ртутного столба ниже атмосферного. Кровь в этих условиях движется под влиянием присасывающего действия грудной клетки при вдохе.

На рис. схематически показано распределœение давления крови в отдельных частях системы сосудов большого круга кровообращения. На рис. приведены графики изменения давления и скорости движе­ния крови в базовых частях сосудистой системы. Движение крови по сосудам, особенно распределœение ее между раз­личными частями самой сосудистой системы, зависит не только от ра­боты сердца, но и от общего просвета сосудов, обусловленного тону­сом сосудистых стенок. В эластичных стенках сосуда имеются гладкие мышечные волокна, от степени сокращения которых зависит просвет сосуда. Имеют значение также общее количество циркулирующей крови, ее вязкость и т. п. Все эти факторы находятся под регулирующим влиянием центральной нервной системы. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, физио­логические факторы, накладываясь на физические закономерности, ре­гулируют кровообращение в различных частях организма.

В норме сосудистая система замкнута и не имеет сообщения с атмосферой. Сосуды располагаются в различных направлениях, причем артериальные и венозные сосуды, по которым кровь движется в про­тивоположных направлениях, большей частью параллельны.

Эти сосуды сообщаются между собой через капилляры, в связи с этим в первом приближении можно считать, что гидростатическое давление крови в них, как в сообщающихся сосудах, взаимно уравновешивается, и в ка­честве модели можно рассматривать систему горизонтальных трубок.

В случае повреждения сосудистой стенки может образоваться сообщение сосуда с атмосферой, и тогда проявляется действие гидроста­тического давления крови. Общеизвестно, к примеру, что для ослаб­ления кровотечения из пораненного сосуда конечности ей следует придать возвышенное положение.

Течение крови в сосудистой системе в нормальных условиях имеет ламинарный характер. Размещено на реф.рфОно может переходить в турбулентное при нарушении этих условий, к примеру при резком сужении просвета сосу­да. Подобные явления могут иметь место при неполном открытии или, напротив - при неполном закрытии сердечных или аортальных клапанов. При этом появляются звуки, называемые сердечными шумами, кото­рые являются одним из характерных признаков этого явления.

Работа͵ совершаемая сердцем, в основном складывается из работы при сокращении желудочков, главным образом левого. (Работа право­го желудочка принимается равной 0,2—0,15 от работы левого.)

Работа сердечной мышцы при каждом сокращении левого желудоч­ка затрачивается на сообщение объёму выталкиваемой крови энергии, крайне важно й для его продвижения по всœему кругу кровообращения. Эта энергия состоит из потенциальной энергии давления, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ долж­но быть создано вначале для преодоления сопротивления движению крови по всœему ее пути, и кинœетической энергии для сообщения массе крови крайне важно й скорости движения. На основании данных эта энергия должна быть представлена формулой

где р — среднее давление, под которым кровь выбрасывается в аорту, р = 100 мм рт. ст=105 100/760 =1,3·104 Па; ρ = 1,05· 103 кг/м3 — плотность крови; — скорость крови в аорте, в состоянии покоя ; ударный объём крови в покое в среднем , Аж= 0,95 Дж

Учитывая работу правого желудочка, для сердца в целом найдем Ас=1,2∙Аж=1,14 Дж

Время сокращения желудочков Тогда мощность, развиваемая сердцем при сокращении, будет NC= Ас/tж=3,4 Вт

Считая в среднем 60 сокращений сердца в 1 мин, получим, что за 1 мин оно совершает работу .

При расчете работы сердца можно вместо ударного учитывать минутный Vмин объем крови, равный произведению ударного объёма на число N сокращений сердца в 1 мин:

. В нашем при­мере мл/мин, или 4,2 л/мин.

При мышечной работе средней интенсивности минутный объём кро­ви увеличивается примерно в пять раз, т. е. 20 л/мин. При этом соответственно возрастает скорость течения крови в аорте: . Тогда работа͵ совершаемая сердцем в 1 мин, будет Ас≈360 Дж.

referatwork.ru

Реферат - Основные концепции и законы физики

Министерство образования и науки Украины

Одесский государственный экономический университет

Реферат на тему

« Основные концепции и законы физики »

Подготовила: Абрамова Марина

11 группа ФМЭ

Принимает: Мозгалёва В.М.

Одесса

2003

План

1.Введение…………………………………………………………………..…..1

2.Основные представители физики………………...……………….…..1

3.Основные физические законы и концепции…………….………....5

4. Влияние физики на медицину.........................................................10

5. Заключение…………………………………………………………....…....11

ВВЕДЕНИЕ

Физика — наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности природы, строение и законы движения материи.

Принято считать, что в своей основе физика является наукой экспериментальной, поскольку открытые ею законы основаны на установленных опытным путем данных. В целом физика разделяется на экспериментальную, и теоретическую.

В зависимости от ориентированности на потребителя получаемого знания выделяют фундаментальную и прикладную физику. В основе физики лежат фундаментальные физические принципы и теории, которые охватывают все разделы физики и наиболее полно отражают суть физических явлений и процессов действительности.

От ранних цивилизаций, возникших на берегах Тигра, Евфрата и Нила (Вавилон, Ассирия, Египет), не осталось никаких свидетельств о достижениях в области физических знаний, за исключением овеществленных в архитектурных сооружениях, бытовых и т.п. изделиях знаний. Возводя различного рода сооружения и изготавливая предметы быта, оружия и т.д., люди использовали определенные результаты многочисленных физических наблюдений, технических опытов, их обобщений.

Физические представления в Древнем Китае появились также на основе различного рода технической деятельности, в процессе которой вырабатывались разнообразные технологические рецепты. Естественно, что прежде всего вырабатывались механические представления.

В Древней Индии основу натурфилософских представлений составляют учение о пяти элементах — земле, воде, огне, воздухе и эфире. К VI в. до н.э. эмпирические физические представления в некоторых областях обнаруживают тенденцию перехода в своеобразные теоретические построения (в оптике, акустике). Фалес, высказавший мысль о том, что все вещи произошли из воды, по сути произвел революционный переворот в мировоззрении, означавший отказ от мифологического объяснения явлений действительности Вслед за Фалесом по этому пути пошли Гераклит, высказавший идею об огне, как первооснове всего существующего, Анаксимандр — апейроне, Анаксагор — гомеомериях, Анаксимен — воздухе. Эмпедокл — четырех стихиях (огне, воздухе, воде и земле). Предшествующие концепции не допускали существования пустоты.

Основные представители физики

Атомистическая концепция, начало которой было положено Левкиппом и Демокритом, исходила из признания пустоты и движущихся в ней атомов — бесчисленных неделимых частиц (отличающихся друг от друга величиной и формой), различные сочетания которых образуют множество окружающих вещей.

Лукреций Кар (1 в до н.э.) избирательность атомов при объединении в тела объяснялось на основе принципа «подобный стремится к подобному».

Физическое учение Платона заимствовало у своих предшественников представление о четырех видах материи (земле, воде, воздухе и огне).

Физическое учение Аристотеля отличалось своей «антиатомистичностью» Отвергает он и существование пустоты. Физический мир Аристотеля базируется на принципе естественности: естественное движение возникает тогда, когда тело стремится занять свое естественное место (падающий камень стремится вниз, к земле, искры летят вверх, к небесным огням и т.д

Архимед (III- II в. до н.э.), создав теорию рычага, заложил основы статики. В своих трудах «О равновесии плоских тел и центрах тяжести плоских фигур» и не дошедшим до нас «О весах» Архимед изложил основные постулаты теории рычага.

К работам по геометрической оптике и перспективе относят «Оптика» и «Катоптрика» Евклида (III в. до н.э.). Евклид в области оптики опирался на разработанную атомистами концепцию зрительных лучей, согласно которой от вещей отделяются образы, вызывающие в глазу зрительные ощущения

Экспериментальные исследования периода Возрождения в значительной мере связываются с именем Леонардо да Винчи. Его сила заключалась в разнообразной экспериментальной деятельности. «Мудрость есть дело опыта» и “Нет достоверности в науках, не использующих математики" — эти провозглашенные им принципы являются двумя сторонами его метода. И в этом смысле Леонардо справедливо рассматривается как предшественник современного естествознания.

Был осуществлен переворот в античном стиле мышления Н.Коперником в области астрономии, поставившим проблему соответствия между сущностью движения и его восприятием. Гелиоцентрическая концепция Коперника явилась важной научно-исследовательской программой, поставившей целый ряд проблем. Также огромный вклад внес Дж. Бруно, который был последователем Коперника и определил, что вокруг Земли есть определенная оболочка, а именно атмосфера.

Весьма значительная роль в развитии естествознании (и физики в частности) XVII века принадлежит Р.Декарту, высказавшему закон сохранения количества движения и давшему понятие импульса силы.

Декарт постарался занять позицию, позволявшую уклониться от конфликта с церковью и тем самым обеспечить возможность развиваться науке в течение нескольких столетий.

Большой вклад в развитие вычислительной механики вносят Эйлер, Даламбер, Лангранж. Д.Бернулли, Эйлер, Даламбер закладывают основы гидродинамики (физической механики) жидкостей. Б.Франклин, М.В.Ломоносов, Г.Рихман доказывают электрическую природу шаровой молнии.

Сформировавшиеся в предшествующее столетие корпускулярная и волновая концепция света в XIX веке продолжили ожесточенную борьбу. Первая опиралась на авторитет Ньютона, вторая — на авторитет Гука, Гюйгенса, Эйлера, Ломоносова.

В 1820 г. Х.Эрстедом было открыто магнитное действие электрического тока — вокруг проволоки с электрическим током было обнаружено магнитное поле. А.Ампер, основываясь на единстве электрических и магнитных явлений, разработал первую теорию магнетизма, заложив тем самым основы электродинамики.

Следующим шагом в развитии электродинамики было открытие М.Фарадеем явления электромагнитной индукции.

Экспериментальное их обнаружение Г.Герцем в 1880 г. означало победу электромагнитной концепции, хотя она в сознании ученых утвердилась не сразу (концепции Ньютона понадобилось для своего утверждения половина века, концепции Максвелла понадобилась для этого четверть века). Герц установил, что электромагнитные волны имеют свойство, аналогичные световым: преломление, отражение, интерференцию, дифракцию, поляризацию, ту же скорость распространения.

Квантовой теорией М.Планка (1900 г.), специальной теорией относительности А.Эйнштейна (1905 г.), атомной теорией Резерфорда — Н.Бора (1913 г.), общей теорией относительности А.Эйнштейна (1916 г.), волновой механики Л.де Бройля и Э.Шредингера (1923-1926 гг.) и т.д.

Первая модель атома, предложенная В.Томсоном и затем Д.Томсоном, включала шарообразное облако положительного заряда, внутри которого находятся электроны, расположенные в этом облаке концентрическими кольцами.

Физика XIX века представляла собой основанную на механике Ньютона систему знаний, которая создателям этой системы представлялась почти завершенной.

Планк в 1900 г. сформулировал постулат, согласно которому вещество может испускать энергию излучения только конечными порциями, пропорциональными частоте этого излучения. Следующим шагом в развитии квантовой концепции было расширение А.Эйнштейном гипотезы В 1911 г. Э.Резерфорд доказал, что атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него, отрицательно заряженных электронов. В 1932 г. Дж.Чэдвик обнаруживает, что ядро кроме положительного протона содержит не заряженный нейтрон с массой почти равной массе протона. В 1969 г. эксперименты М.Гелл-Мана по взаимодействию движущихся с большими скоростями протонов и электронов показывают, что протоны состоят из Кварков.

Основные физические законы и концепции

Концепции классического естествознания.

В истории изучения природы можно выделить два этапа: донаучный и научный.

Донаучный, или натурфилософский, охватывает период от античности до становления экспериментального естествознания в XVI-XVII вв. В этот период учения о природе носили чисто натурфилософский характер: наблюдаемые природные явления объяснялись на основе умозрительных философских принципов.

Наиболее значимой для последующего развития естественных наук была концепция дискретного строения материи атомизм, согласно которому все тела состоят из атомов — мельчайших в мире частиц.

Формирование научных взглядов на строение материи относится к XVI в., когда Г. Галилеем была заложена основа первой в истории науки физической картины мира — механической. Он не просто обосновал гелиоцентрическую систему Н. Коперника и открыл закон инерции, а разработал методологию нового способа описания природы — научно-теоретического. Суть его заключалась в том, что выделялись только некоторые физические и геометрические характеристики, которые становились предметом научного исследования. Галилей писал: “Никогда я не стану от внешних тел требовать чего-либо иного, чем величина, фигура, количество и более или менее быстрого движения для того, чтобы объяснить возникновение вкуса, запаха и звука”. Выделение отдельных характеристик объекта позволяло строить теоретические модели и проверять их в условиях научного эксперимента. Эта методологическая концепция, впервые сформулированная Галилеем в труде “Пробирные весы”, оказала решающее влияние на становление классического естествознания.

И. Ньютон, опираясь на труды Галилея, разработал строгую научную теорию механики, описывающую и движение небесных тел, и движение земных объектов одними и теми же законами. Природа рассматривалась как сложная механическая система.

Разрабатывая оптику, И. Ньютон, следуя логике своего учения, считал свет потоком материальных частиц — корпускул. В корпускулярной теории света И. Ньютона утверждалось, что светящиеся тела излучают мельчайшие частицы, которые движутся в согласии с законами механики и вызывают ощущение света, попадая в глаз. На базе этой теории И. Ньютоном было дано объяснение законам отражения и преломления света.

Наряду с механической корпускулярной теорией, осуществлялись попытки объяснить оптические явления принципиально иным путем, а именно — на основе волновой теории, сформулированной X. Гюйгенсом. Волновая теория устанавливала аналогию между распространением света и движением волн на поверхности воды или звуковых волн в воздухе. В ней предполагалось наличие упругой среды, заполняющей все пространство, — светоносного эфира. Распространение света рассматривалось как распространение колебаний эфира: каждая отдельная точка эфира колеблется в вертикальном направлении, а колебания всех точек создают картину волны, которая перемещается в пространстве от одного момента времени к другому. Главным аргументом в пользу своей теории X. Гюйгенс считал тот факт, что два луча света, пересекаясь, пронизывают друг друга без каких-либо помех в точности, как два ряда волн на воде.

Согласно же корпускулярной теории, между пучками излученных частиц, каковыми является свет, возникали бы столкновения или, по крайней мере, какие-либо возмущения. Исходя из волновой теории X. Гюйгенс успешно объяснил отражение и преломление света.

Волновая теория света была вновь выдвинута в первые десятилетия XIX в. английским физиком Т. Юнгом и французским естествоиспытателем О. Ж. Френелем. Т. Юнг дал объяснение явлению интерференции, т.е. появлению темных полосок при наложении света на свет. Суть ее можно описать с помощью парадоксального утверждения: свет, добавленный к свету, не обязательно дает более сильный свет, но может давать более слабый и даже темноту. Причина этого заключается в том, что согласно волновой теории, свет представляет собой не поток материальных частиц, а колебания упругой среды, или волновое движение.

. Единая сущность света и электричества, которую М. Фарадей предположил в 1845 г., а Дж. К. Максвелл теоретически обосновал в 1862 г., была экспериментально подтверждена немецким физиком Г. Герцем в 1888 г.

Итак, к концу XIX в. физика пришла к выводу, что материя существует в двух видах: дискретного вещества и непрерывного поля.

• Вещество и поле различаются как корпускулярные и волновые сущности: вещество дискретно и состоит из атомов, а поле непрерывно.

• Вещество и поле различаются по своим физическим характеристикам: частицы вещества обладают массой покоя, а поле — нет.

• Вещество и поле различаются по степени проницаемости: вещество мало проницаемо, а поле, наоборот, полностью проницаемо.

• Скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения частиц вещества меньше ее на много порядков.

В результате же последующих революционных открытий в физике в конце прошлого и начале нынешнего столетий оказались разрушенными представления классической физики о веществе и поле как двух качественно своеобразных видах материи.

: концепции современной физики.

Атомистическая концепция строения материи.

Атомистическая гипотеза строения материи, выдвинутая в античности Демокритом, была возрождена в XVIII в. химиком Дж. Дальтоном, который принял атомный вес водорода за единицу и сопоставил с ним атомные веса других газов. Благодаря трудам Дж. Дальтона стали изучаться физико-химические свойства атома. В XIX в. Д. И. Менделеев построил систему химических элементов, основанную на их атомном весе.

В физику представления об атомах как о последних неделимых структурных элементах материи пришли из химии. Собственно физические исследования атома начинаются в конце XIX в., когда французским физиком А. А. Беккерелем было открыто явление радиоактивности, которое заключалось в самопроизвольном Превращении атомов одних элементов в атомы других элементов. Изучение радиоактивности было продолжено французскими физиками супругами Пьером и Марией Кюри, открывшими новые радиоактивные элементы полоний и радий.

История исследования строения атома началась в 1895 г. благодаря открытию Дж. Дж. Томсоном электрона — отрицательно заряженной частицы, входящей в состав всех атомов. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, а атом в целом электрически нейтрален, то было сделано предположение о наличии помимо электрона и положительно заряженной частицы. Масса электрона составила по расчетам 1/1836 массы положительно заряженной частицы.

Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты:

• Вселенная — это всесуществующая, “мир в целом”. Космология познает мир таким, как он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.

• Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов”

• Пространство и время метрически бесконечны.

• Пространство и время однородны и изотропны.

• Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.

В ньютоновской космологии возникали два парадокса, связанные с постулатом бесконечности Вселенной.

Первый парадокс получил название гравитационного. Суть его заключается в том, что если Вселенная бесконечна и в ней существует бесконечное количество небесных тел, то сила тяготения будет бесконечно большая, и Вселенная должна сколлапсировать, а не существовать вечно.

Второй парадокс называется фотометрическим: если существует бесконечное количество небесных тел, то должна быть бесконечная светимость неба, что не наблюдается.

Архимед явился также основоположником и гидростатики, законов плавающих тел. Труд «О плавающих телах»был посвящен законов плавающих тел. Суть этого закона заключается в том, что на любое тело, погруженное в жидкость или газ действует выталкивающая сила.

Евклидом впервые формулируется закон распространения света, являющийся основой геометрической оптики.

.

К успехам в развитии экспериментальной физики XVII века с полным основанием могут быть отнесены исследования в области электричества и магнетизма У.Гильберта. Предположив, что Земля является магнитом, он впервые объяснил поведение магнитной стрелки компаса влиянием его полюсов.

Весьма значительная роль в развитии естествознании (и физики в частности) XVII века принадлежит Р.Декарту, высказавшему закон сохранения количества движения и давшему понятие импульса силы, или закона сохранения импульса тела, который говорит нам насколько скорость одного тела уменьшается, на столько скорость другого увеличивается при взаимодействии друг с другом.

Фундаментальным законом физики является закон сохранения и превращения энергии, который говорит, что ничего не возникает из ничего, и не пропадает, а только может передаваться от одного тела к другому или превращаться из одного вида в другой.

В механике играют огромную роль законы Ньютона, которые дают ответы на вопросы – почему тело покоиться или движется.

ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

Результатом развития классической механики явилось создание единой механической картины мира, в рамках которой все качественное многообразие мира объяснялось различиями в движении тел, подчиняющемся законам ньютоновской механики. Согласно механической картине мира, если физическое явление мира можно было объяснить на основе законов механики, то такое объяснение признавалось научным. Механика Ньютона, таким образом, стала основой механической картины мира, господствовавшей вплоть до научной революции на рубеже XIX и XX столетий.

Механика Ньютона, в отличие от предшествующих механических концепций, давало возможность решать задачу о любой стадии движения (как предшествующей, так и последующей) и в любой точке пространства при известных фактах, обусловливающих это движение, а также обратную задачу определения величины и направления действия этих факторов в любой точке при известных основных элементах движения. Благодаря этому механика Ньютона могла использоваться в качестве метода количественного анализа механического движения. Любые физические явления могли изучаться как движение в чисто феноменологическом плане, независимо от вызывающих их факторов. Законы ньютоновской механики связывали силу не с движением, а с изменением движения. Это позволило отказаться от традиционных представлений о том, что для поддержания движения нужна сила, и отвести трению, которое делало силу необходимой в действующих механизмах для поддержания движения, второстепенную роль. Установив динамический взгляд на мир вместо традиционного статического, Ньютон свою динамику сделал основой теоретической физики. Хотя Ньютон проявлял осторожность в механических истолкованиях природных явлений, тем не менее он считал желательным выведение из начал механики остальных явлений природы.

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКИ НА МЕДЕЦИНУ

Применение ультразвука для диагностики.

Ультразвуковые колебания при распространении подчиняются законам геометрической оптики. В однородной среде они распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью. На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, а часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение. Чем выше градиент перепада акустической плотности граничных сред, тем большая часть ультразвуковых колебаний отражается. Так как на границе перехода ультразвука из воздуха на кожу происходит отражение 99,99 % колебаний, то при ультразвуковом сканировании больного необходимо смазывание поверхности кожи водным желе, которое выполняет роль переходной среды. Отражение зависит от угла падения луча (наибольшее при перпендикулярном направлении) и частоты ультразвуковых колебаний (при более высокой частоте большая часть отражается).

Использование эффекта Доплера в диагностике.

Особый интерес в диагностике вызывает использование эффекта Доплера. Суть эффекта заключается в изменении частоты звука вследствие относительного движения источника и приемника звука. Когда звук отражается от движущегося объекта, частота отраженного сигнала изменяется (происходит сдвиг частоты). При наложении первичных и отраженных сигналов возникают биения, которые прослушиваются с помощью наушников или громкоговорителя. В настоящее время на основе эффекта Доплера исследованы только движение крови и биение сердца. Этот эффект широко применяется в акушерстве, так как звуки, идущие от матки легко регистрируются. На ранней стадии беременности звук проходит через мочевой пузырь. Когда матка наполняется жидкостью, она сама начинает проводить звук. Положение плаценты определяется по звукам протекающей через нее крови, а через 9 — 10 недель с момента образования плода прослушивается биение его сердца. С помощью ультразвуковых устройств количество зародышей или констатировать смерть плода.

Хирургия с помощью фокусированного ультразвука.

Хирургическая техника должна обеспечивать управляемость разрушения тканей, воздействовать только на четко ограниченную область, быть быстродействующей, вызывать минимальные потери крови. Мощный фокусированный ультразвук обладает большинством из этих качеств.

Возможность использования фокусированного ультразвука для создания зон поражения в глубине органа без разрушения вышележащих тканей изучено в основном в операциях на мозге. Позже операции проводились на печени, спинном мозге, почках и глазе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Огромное разнообразие фактов в области атомных явлений заставляет изобретать и вводить в обиход новые физические понятия. Вещество состоит из элементарных частиц — элементарных квантов вещества. Свет также состоит из фотонов — квантов энергии. Поиски ответов на вопросы, чем является свет — волной или ливнем фотонов, чем является пучок электронов — ливнем элементарных частиц или волной, побуждает еще дальше отступить от механического мировоззрения. Физика и формулирует законы, управляющие совокупностями, а не индивидуумами. В квантовой физике описываются не свойства, а вероятности, формулируются законы, управляющие изменениями во времени вероятностей, относящиеся к большим совокупностям индивидуумов, а не законы, раскрывающие будущее системы, как это присуще классической физике.

Таким образом, немногим более ста лет назад наука была описательной: описание движения твердых тел или жидкостей в механике и гидродинамике, свойств электрических и магнитных полей в электродинамике, реакции атомов и молекул в химии. Затем цели физики изменились: от описания она перешла к объяснению. Прогресс науки, осуществленный Планком. Эйнштейном, Резерфордом, Бором. Зоммерфельдом, Шредингером, Гейзенбергом, Паули, Дираком, привел к открытию кванта действия, атома, обладающего ядром, квантованных орбит, квантовой механики, динамики атома. Следующий этап в развитии физики открылся работами М.Склодовской-Кюри, позволившими приступить к изучению внутреннего строения атомного ядра. Исследования структуры атома выявили огромное разнообразие элементарных частиц, что заставило физиков искать в этом разнообразии единство и пытаться строить концепцию объединения физики. Классический этап в развитии физики с построением квантовой теории уступил место неклассическому. Сегодня физика начинает переход к постнеклассическому этапу своего развития. Сложившаяся на неклассическом этапе развития физики картина мира является принципиально незавершенной — ощущается все большая потребность в переходе к эволюционной парадигме.

Список используемой литературы:

1. С. От большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени. М.,1990. С.70.

2. Бернал Дж. Наука в истории общества.М.,1956.С.414-415

3. Бройль Л. де. Революция в физике. М.,1963. С.84.

4. Лауэ М. История Физики Хокинг.М.,1956.С.46.

5. Цит. по: ДорфманЯ.Г. Всемирная история физики с начала XIX до середины XX вв. М.,1979. С.

6. Самойлов Д.М. “Магнитотерапия”

7. Иванов В.А.”Лазер”

8. Заявлова С.А. “Светолечение”

9. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики М.,1965

www.ronl.ru

Интегрированный урок (физика + биология) по теме: "Механическая работа. Физика сердца"

Разделы: Физика, Биология

Цели урока:

  • Сформировать знания учащихся о механической работе на примере изучения единой целостной системы "человек"
  • Познакомить учащихся со строением сердца и методами изучения его работы, рассмотреть работу мышц человека
  • Продолжить обучение умению выделять существенное в изучаемом материале путем сравнения физических и биологических явлений

Оборудование: плакаты, рисунки, модель сердца, тонометр

На доске: "Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые. Д. Хевеши"

Учитель физики: Сегодня на урок я пригласила учителя биологии. Вы знаете, что в настоящее время происходит развитие точных наук. Это физика и математика, физика и химия, физика и электротехника. Так случилось, что биология и медицина не попали в разряд точных наук. Предмет который они изучают - живой организм - сложен и многообразен, точно описать все его характеристики и закономерности до сих пор не представляется возможным. В настоящее время ученики делают исследования основ жизни на молекулярном уровне, так родилась наука биохимия и биофизика. Мы попытаемся частично заглянуть в науку биофизику, при изучении темы "Механическая работа", рассматривая человека, как сложную замкнутую систему.

Итак, гимнастика ума <рисунок 1>.

Вопросы к классу:

- Давайте еще раз вспомним:В чем же состоит задача механики?

- Задача механики состоит в экспериментальном исследовании различных движений и обобщении полученных опытных данных в виде законов движения, на основании которых рассчитывается характер возникающего движения

- Кто же решает задачу механики? И другие задачи природы?

- Человек

- Как работает человек?

- Можно представить, что он наблюдает в окно за природой

- С помощью чего?

- С помощью органов чувств: зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса

- Наблюдает, а что дальше?

- Мыслит

- Как?

- Строит гипотезы, догадки, опирается на интуицию, фантазию, мечты

- Сконструировав мечту, что делает человек?

- Накапливает опыт - знания

Учитель физики: Знания рассматриваются в системе и если речь идет о движении, значит в процессе должны участвовать не менее двух тел.

- Что необходимо знать, для определения состояния механического движения системы тел?

- Достаточно знать их взаимное расположение в определенный момент времени (координаты) и их скорость.

Действительно, стоит измениться хотя бы одному параметру системы, как система перейдет в другое механическое состояние. Обмен механическим движением между телами или переход механического движения в другие формы происходит в результате взаимодействия тел.

- Что же является результатом взаимодействия?

- Сила

Поэтому, если тело движется с ускорением под действием силы, то это значит, что какое-то другое тело или система тел взаимодействуя с данным телом изменяет состояние его движения. Например, на полу лежит тело массой m, чтобы поднять его на некоторую высоту необходимо воздействовать другим телом, т.е. приложить силу, совершив при этом работу.

Обратимся к рисункам:

А) мальчик сидит, читая книгу

Б) мальчик идет

В) мальчик бежит

- В каком случае совершается работа?

Рассматривая виды движения обнаруживаются общие черты

Наличие силы, приложенной к телу

Перемещение тела под действием этой силы

Во всех этих случаях говорят, что сила производит механическую работу в результате которой изменяется состояние тел, участвующих в процессе

Вывод: сила приложенная к телу, совершает работу, если под её действием тело перемещается

Мы уже знаем формулу для вычисления работы , но когда перемещение тела не совпадает с направлением действия силы, а образует с ним некий угол , формула работы примет вид:

Работа может быть положительной, отрицательной и равна нулю

1. а =0. А=F·S

2. а = 900. A=0

3. а › 0. A= - F·S·cos ?.

- Совершает ли работу штангист, держащий штангу над головой?

Обратимся к учителю биологии.

Учитель биологии: вспомним о поперечно-полосатых мышцах и узнаем о их работе.<рисунок 2>

- Что составляет опору нашего тела?

Скелет и мышцы. У штангиста во время подъема штанги будут работать мышцы ног.

- Какие?

Икроножная, бедренная. Мышцы низового пояса (малая, средняя и большая ягодичные мышцы). Мышцы живота (мышцы брюшного пресса). Мышцы груди (малая и большая грудные мышцы). Мышцы плечевого пояса (дельтовидная). Мышцы спины (трапецивидная, широкая и широчайшая). Мышцы рук (бицепсы и трицепсы, т.е. двуглавая и трехглавая). Мышцы предплечья. Все мышцы находятся в напряженном состоянии, следовательно, они совершают работу. Мускулатура подразделяется на скелетные мышцы и мышцы внутренних органов.

Скелетные мышцы образованы поперечно - полосатой мышечной тканью.

Внутренние мышцы – гладкая мышечная ткань. <рисунок3>

Назначение нервных связей в мышцах – от 1 до 20 импульсов в секунду.

Сила и скорость сокращения мышц – на каждый квадратный сантиметр до 156,8 Н. Икроножная самая сильная. Груз 130 кг.

- Можно оценить работу, которую вы совершаете при самых обычных событиях: ходьбе, письме, физических упражнениях и т.д.

Учитель биологии: Каркасом тела служит скелет, состоящий приблизительно из 200 костей, соединенных между собой таким образом, что при движении относительное расположение их может изменяться. Кости приводятся в движение скелетными мышцами, каждая из которых прикрепляется к двум различным костям. При возбуждении мышцы ее длина уменьшается и угол между соответствующими костями скелета изменяется.

Учитель физики: Рассмотрим экспериментальную задачу, которая была решена гением эпохи Возрождения Леонардом да Винчи. Сейчас эта задача под силу любому и ее решение получается из равенства моментов силы мышцы (М) и груза (Р) относительно точки опоры О:

М·а = Р·в,

где а – длина локтевого сустава от плеча, Р – вес тела, в – локтевая кость.

М= Р·в / а.

А=М·S, работу совершают бицепсы.

Задача: Какую работу совершает спортсмен пробегая дистанцию в 100 метров, если в ахилловом сухожилии при беге действует растягивающая сила 4000 Н и при толчке нога наклонена под углом в 600 к горизонту? (Ответ: 200 кДж)

В каждом шаге принимают участие до 300 мышц и в одну мышцу в среднем поступает 20 импульсов в секунду.

Задача. Одна из самых сильных мышц – икроножная, может поднять груз в 130 килограмм. Какую она совершает работу, поднимая груз на 5 метров. (Ответ: 8500 Дж)

Знаете ли вы, что человек совершая прыжки, взбегая по лестнице, совершает работу 262800 Дж за час. За секунду 730 Дж.

Мышцы человека на 1 квадратный сантиметр сечения развивают силу 156,8 Н.

В течении дня человек делает до 30 тысяч шагов, т.е. около 10 километров. За каждые 11 лет он незаметно проходит путь, равный окружности экватора.

Обратимся к неутомимому, всегда работающему сердцу.

Учитель биологии: Давайте вспомним:

- Что представляет собой сердце?

- Сердце – это мышечный орган.

- Сколько камер в строении сердца?

- 4 – (2 предсердия, 2 желудочка)

Мы с вами знаем, что сердце работает относительно нервной системы автономно. В самой сердечной мышце возникают импульсы, которые заставляют сокращаться предсердия, а потом желудочки.

- Из каких фаз складывается сердечный цикл?

- из 3 фаз – 1 фаза сокращение предсердий 0,1 секунды; 2 фаза сокращения желудочков 0,3 секунды; 3 фаза расслабления 0,4 секунды). < рисунок4>

Следовательно, сердечный цикл составляет 0,8 секунды. 0,4 секунды вполне хватает для отдыха сердца, поэтому сердце является уникальным органом человеческого тела.

Учитель физики:Рассмотрим несколько задач

Задача. За сутки человеческое сердце делает около 100000 ударов. при одном ударе совершается такая же работа, как и при поднятии груза массой 1 килограмм на высоту 20 сантиметров. Вычислите работу, совершаемую человеческим сердцем за сутки. (Ответ: 200 кДж)

Знаете ли вы, что за 8,5 часов лыжного пробега на 100 километров сердце спортсмена перекачивает 35 тонн крови.

Знаете ли вы, что масса сердца 1/200 массы человека, на питание затрачивается 1/20 энергетических ресурсов, которые потребляют остальные органы.

Знаете ли вы, что физиолог Вебер, живший в 19 веке, мог по своему желанию останавливать свое сердце.

Знаете ли вы, что на сердце ежегодно расходуется количество энергии достаточной для поднятия груза 900 кг на высоту 14 метров.

Знаете ли вы, что за 50 лет жизни оно совершает работу по подъему груза в 18000 тон на высоту 227 метров.

Итак, знакомясь с человеческим организмом можно заняться следующими исследованиями физики:

  • Биологическая оптика
  • Масса тела и энергия
  • Механика сердечного импульса

Все это изучает наука – биофизика.

Физиологи определяют работу сердца с помощью формулы А=М·Д·С, где М – масса крови (кг.), С – число сердцебиений за 1 минуту, Д – давление крови в аорте (кПа.).

Задача. Рассчитайте работу левого желудочка а) за сутки (Ответ: 192240Дж)б) за 14 лет, если М=0,07 кг, Д=20кПа, С=72 (Ответ: 982346400Дж)

<рисунок 5>

Задача. Рассмотрите рисунок, укажите, какой цифрой обозначено сердце тренированного человека. Сделайте вывод.

Учитель физики: А теперь выполним практические работы

Практическая работа №1

Определение работы сердца в покое и после физических упражнений.

Найдем пульс на запястье. Подсчитаем за 15 секунд. Полученную цифру умножаем на 4. По формуле А=М·Д·С найдем работу сердца каждого ученика в покое.

Сделайте 15 – 20 приседаний, найдите снова пульс. Посчитайте количество ударов сердца за 1 минуту и определите его работу после работы мышц.

Сделайте вывод.

Практическая работа № 2

Измерение кровяного давления учащихся.

В ходе измерения давления у разных учеников в зависимости от состояния здоровья давление различное.

Учитель физики: Таким образом давайте сделаем следующие выводы:

  • Работой мышц человеческого тела управляет центральная нервная система, состоящая из головного и спинного мозга при участии органов чувств.
  • Для того, чтобы все системы органов чувств работали слаженно и согласованно необходимо вести правильный образ жизни.
  • Достаточно двигаться – заниматься физкультурой, спортом, делать зарядку и т.д.
  • Правильно питаться.
  • Не употреблять алкоголь, никотин, наркотики.

Соблюдая все эти условия, главный мотор – сердце будет работать нормально и человек проживет долгую и счастливую жизнь

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai


Смотрите также

 

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..

 

     

 

 

.