Фізика наука про природу, а людина найкращий витвір природи. Пізнання світу неможливе без пізнання людини. Учням життєво необхідні фізичні знання про живу природу і про себе



Скачати 69.87 Kb.
Дата конвертації07.11.2018
Розмір69.87 Kb.
Фізика наука про природу, а людина найкращий витвір природи. Пізнання світу неможливе без пізнання людини. Учням життєво необхідні фізичні знання про живу природу і про себе. Спостереження показують, що пізнання людини як об’єкта фізики підсилюють мотивацію навчання, розвиває інтерес до знань, сприяє глибокому засвоєнню фізичного матеріалу та всебічному розвиткові особистості учнів.
7 клас

Світ у якому ми живемо. Простір і час
Деякі цікаві відомості

У Древньому Римі люди жили в середньому 23 роки, а в 19 сторіччі в США середня тривалість життя не перевищувала 40 років.


Дим, що вільно струменіє з тліючого кінця цигарки, забруднює повітря протягом усього часу горіння цигарки – близько 12 хвилин. Нікотин спричинює спазми кровоносних судин, що тривають протягом 30-40 хвилин після припинення куріння. Викурюючи кожні 30 хвилин нову цигарку, курці весь час тримають судини у стані спазми.
За рік серце людини робить 42 мільйони скорочень і перекачує стільки крові , що нею можна було б наповнити кілька басейнів.
36 800 000 – кількість серцебиттів у людини за один рік.
Кожна викурена цигарка скорочує життя людини на 8 хвилин.Курці скорочують своє життя в середньому на 6 – 12 років.
У тілі дорослої людини близько 75 кілометрів нервів.
Чоловіки вважаються карликами при зрості 130 см., жінки – 120 см.
Поверхня легенів – порядку 100 м2
Об‘єм головного мозку сучасної людини до 1400см3.
У легенях людини, що викурює щодня протягом року по пачці цигарок, осідає один літр тютюнової смоли. Рак легенів уражає курців у 10 разів частіше, ніж тих, хто не курить. Печінка курців збільшена в об’ємі.
Домашнє завдання.

Найскладніше - пізнати людину. Кажуть, що для цього потрібно з‘їсти з нею пуд (16 кг) солі. Скільки часу знадобиться для цього, якщо медична норма споживання 5 г на добу? Чи вистачить для цього одинадцяти шкільних років?

Маса
Деякі цікаві відомості

У середньому мозок людини важить близько 1,3 кг.


Вага серця дорослої людини становить 250-360 грамів
Маса дітей, що народилися від метерів-курців, на 200-250 грамів менша, ніж маса дітей, яких народили жінки, що не курять. Нестача маси тіла перебуває у прямій залежності від кількості викурених цигарок протягом перших чотирьох місяців вагітності.

У Швеції підрахували, що курці країни вдихають 108 тон часток гудрону. Цієї кількості достатньо, щоб заасфальтувати 800 метрів шосе.


Загальна маса недопалків на Землі за рік складає 2 520 000 тон.
Курці щорічно в процесі куріння викидають в атмосферу 720 т синильної кислоти, 384000т аміаку, 108000т нікотину, 600000т дьогтю і більше 550000т чадного газу.
Скільки коштує людина?

Задумуючись над цим питанням, французькі фахівці з’ясували, що людське тіло вагою 70 кг містить 45 кг кисню, 12 – вуглецю, 7-водню, 2-азоту й трохи більше кілограма кальцію. Інші елементи таблиці Менделєєва представлені таким чином: 860 г фосфору, 300 г сірки, 210 – калію, 100 – натрію, 70 – хлору, а також кілька грамів магнію, заліза, фтору, цинку й міді. Йод, кобальт, марганець, молібден, хром і селенів обчислюються вже в міліграмах. У людини можна виявити сліди таких елементів, як ванадій, нікель, алюміній, свинець, олово, титан, бор, бром, миш’як і кремній. Виходячи із сучасних цін на чисті хімічні, вчені підрахували, що вартість «сировини», з якої складається Homo-sapiens, не перевищує 145 доларів США.


Практична робота Антропометричні виміри. Визначення ідеальної маси

тіла.

Обладнання та матеріали: ростомір, медичні ваги.

Хід роботи:

1. Поміряйте зріст ростоміром.

2. Виміряйте масу тіла, використовуючи медичні або побутові ваги.

3. Визначте свій масово-ростовий індекс. Для цього показники маси тіла поділіть на показники зросту. Кожному сантиметрові зросту має відповідати 350-400 гр. маси у хлопчиків і 373-425 гр- у дівчаток.

4. Ростово-масовий показник (у кг) визначають, віднімаючи від показника зросту цифру 100 , якщо зріст дорівнює 155-164 см, або цифру 110, якщо зріст дорівнює 165-185 см.

Відхилення від середніх величин росто- масового показника свідчить про збільшення чи зменшення маси завдяки зміні маси м‘язів або жировим відкладенням.



Дифузія
Деякі цікаві відомості
Нікотин є одним із сильних рослинних отрут:

  • якщо п’явка присмоктується до шкіри пристрасного курця, вона негайно відвалиться і в судомах помре від отруєння;

  • якщо в приміщенні багато тютюнового диму, в акваріумах з штучним продуванням повітря спостерігали випадки отруєння рибок;

  • лабораторні аналізи показують, що в 1 літрі молока матері, що курить, міститься більше 0,5 мг нікотину;

  • смертельна доза нікотину для немовляти перших місяців життя – 1 мг.


Густина
Деякі цікаві відомості
Середня густина людини – 1036 кг/м3
Домашнє завдання.

1. Об‘єм головного мозку сучасної людини до 1400см3,а мозок людини важить близько 1,3 кг. Визначте його густину.

2. Відомо , що середня густина людини-1036 кг/м3 . Знаючи формулу густини людського тіла та свою масу, визначте об‘єм свого тіла.

3. Життєва ємність легенів дорослої людини дорівнює 4 л. Яка маса повітря, що наповнює легені?


Світлові явища
Деякі цікаві відомості
Число частинок у димі від однієї викуреної цигарки вимірюється сотнями тисяч мільярдів, розміри яких коливаються від 0,1 мкм до1 нм. Ці частинки розсіюють з падаючого на них звичайног світла тільки хвилі блакитного кольору, що надає клубам тютюнового диму відповідного забарвлення.
Очі курця часто сльозяться. Нікотин, діючи на зоровий нерв, викликає його запалення, внслідок чого знижується гострота зору. При курінні звужуються судини, змінюється сітківка ока, що веде до часткової втрати світловідчуття спочатку на зелене світло, надалі – на червоне і жовте, це, у свою чергу, знижує швидкість реакції людини в середньому на 24%.
Людське око може розрізняти 10 000 000 кольорових відтінків. Явище, при якому від сильного світла людина втрачає властивість бачити, називається «снігова сліпота»
Чоловіки приблизно в 10 разів частіше жінок страждають на дальтонізм.

Люди з блакитними очами більш чутлилі до болю, ніж останні.


Домашнє завдання.

1.Чому зрачок нашого ока здається чорним? (Внаслідок

багаторазового відбивання променів).

2.Для чого людині два ока? (Дивлячись двома очима

можна оцінити відстань до предмета).

8 клас
Швидкість

Деякі цікаві відомості
Волосся людини в середньому росте зі швидкістю 12 мм в місяць. У білявих борода росте швидше, ніж у чорнявих.
Нігті на пальцях ростуть приблизно у 4 рази швидше ніж на ногах.
Найбільша швидкість, яку може розвивати людина 10,1 м/с.
Середня швидкість руху крові:


  • в артеріях від 0,2 до 0,5 м/с

  • у венах від 0,1до 0,2м/с

  • у капілярах 0,0005 – 0,001 м/с

Домашнє завдання.

1. У середньому волосся людини росте зі швидкістю 12 мм на місяць. На скільки виросте ваше волосся за одинадцяти шкільних років?

2.Людина годину йшла зі швидкістю 4 км/год, а потім їхала на велосипеді зі швидкістю 16 км/год. Яка середня швидкість людини на всьому шляху?

3.Людина дві третини часу свого руху йшла зі швидкістю 3 км/год. Решту часу-зі швидкістю 6 км/год. Яка середня швидкість людини?

4.Турист пройшов 3 км за 1,5 год, а потім ще 2 км за 1 год. Яка середня швидкість туриста на всьому шляху?

5.Турист за 25 хв пройшов 1,2 км, потім півгодини відпочивав, а далі пробіг ще 800м за 5 хв. Яка середня швидкість туриста на всьому шляху?

6.Людина піднімалась на гору зі швидкістю 3 км/год, а потім спускалася назад зі швидкістю 6 км/год. Яка середня швидкість людини на всьому шляху?

7.Третину шляху людина їхала на велосипеді зі швидкістю 15 км/год, а решту шляху йшла зі швидкістю 5 км/год. Яка її середня швидкість на всьому шляху?


Зукові хвилі
Деякі цікаві відомості
Характеристики голосу людини.

Розрізняють такі суб’єктивні характеристики звуку: висота тону, гучність, тембр.



Висота тону залежить від частоти коливань: чим більша частота, тим вищий тон.

Коливання голосових зв'язок співаків можуть створювати звуки в діапазоні від 80 до 1400 Гц, фіксувалися й рекордно низька (44 Гц) та висока (2350 Гц) частоти.

Жінки:

Сопрано-250-1000 Гц ( Соломія Крушельницька, Монсеррат Кобальє);



Мецо-сопрано-200-900 Гц ( Лариса Кириченко. Ніна Матвієнко)

Контральто - 170-780 Гц ( Маріан Андерсон)



Чоловіки:

Тенор - 130-150 Гц (Франко Кореллі, Микола Басков).

Баритон – 100-400 Гц ( Муслім Магомаєв, Володимир Гришко).

Бас – 80-350 Гц ( Федір Шаляпін, Анатолій Мокренко).



Тембр – це наявність у звуковому коливанні, крім основного тону, коливань інших кратних частот, обертонів. Звучання однієї й тієї самої ноти у різних музичних інструментів або голосів відрізняється за тембром. Саме за ним ми впізнаємо голос людини та розрізняємо інструменти, що ведуть одну й ту саму мелодію в одній тональності й з однаковою гучністю.

Гучність звуку залежить від амплітуди коливань джерела звуку. Однак гучність, яка сприймається вухом, залежить ще й від частоти звукової хвилі, оскільки вухо більш чутливе до одних частот і менш чутливе – до інших.

Одиницею вимірювання гучності є децибел (дБ).

Приблизна гучність звуку різних джерел:


  • Цокання наручного годинника – 10 дБ.

  • Шурхіт листя – 20 дБ.

  • Тихий шепіт – 30 дБ.

  • Звичайна мова – 60 дБ.

  • Гучна мова – 80 дБ.

  • Голос співака – 100 дБ.

  • Рок-концерт – 120 дБ.

Гучність, при виникають больові відчуття дорівнює 130 дБ, називається больовим порогом. Якщо вплив такого звуку є тривалим, то слух непоправно погіршується: людина вже ніколи не зможе почути шурхоту листя.
Хронічне роздратування голосових зв’язок тютюновим димом веде до звуження голосової щилини, голос втрачає чистоту і звучність, стає хриплим, змінюється його тембр.
Під дією нікотину барабанна перетинка товщає і втягується усередину, рухливість слухових кісточок змінюється.
Домашнє завдання.

1. Спостерігач , який перебував на відстані 4 км від гармати, почув звук пострілу через 12с після спалаху. Визначте швидкість поширення звуку в повітрі.

2. Турист почув відлуння в горах через 5 с після посилання звуку. На який відстані від туриста знаходиться гора, від якої відбився звук?

3. Стрілець почув звук від удару кулі у мішень через 4с після того, як він вистрелив. На якій відстані від нього поставлена мішень? Середня швидкість руху кулі 900 км/год.

4. Сирена пожежної машини вмикається кожні 2 с. З якою швидкістю мчить машина, якщо спостерігач, до якого вона наближається, чує звуки сирени з інтервалом 1,8 с?

5. Як Бетховен будучи глухим слухав музику? (Трубочкою в зубах торкався рояля. Звукові хвилі через трубочку діяли на нервові закінчення).

6. Чому, коли ви гризите сухар, вам здається, що ви створюєте значно більше шуму, ніж сусід, який теж гризе сухар?

Взаємодія тіл
Деякі цікаві відомості
Сила, що розвиває працююче серце людини:


  • в початковій фазі скорочення – 90 Н

  • в кінцевій фазі скорочення – 70Н

Важільними механізмами в кістяку людини є майже всі кості, що вільно рухаються: кістки кінцівок, нижня щелепа, череп (точка опори - перший хребець), фаланги пальців.
Скелет та м’язи - виконують опорну та захисну функцію в орнанізмі. Скелет людини складається приблизно з 220 кісток , які з’єднані між собою. Рухомі кстки називаються сустави. Кінці кісток, що утворюють сустав, вкриті гладкою хрящовою тканиною. Кістки, що утворюють сустав, зверху вкриті суставною сумкою. В ній знаходиться суставна рідина.

Поясніть з точки зору фізики:



  • чому сустав вкритий хрящем?

  • Яке значення має суставна рідина?

  • Опорно-руховий апарат людини можна розглядати як систему важелів трьох видів. Наведіть приклади.

Домашнє завдання

1. Визначте силу, що виникає у двоголовому м’язі ліктьового суглоба ( біцепс), коли людина тримає в руці куб масою 10 кг. Точка приєднання біцепса до кістки знаходиться на відстані d1= 3 см від ліктя. Відстань від ліктя до центра мас руки d2 = 14 см, а центра мас куба d3=30см. Маса системи « рука-кість» 2 кг

2.Якщо розглядати передпліччя руки як важіль, то плече цього важіля, на яке діє м’яз, значно коротше від плеча, на яке діє вантаж, що знаходиться в руці. Їх відношення становить приблизно 1:12. Визначити силу м’яза, який утримує вантаж, якщо сила прикладена під кутом 900 до повздовжної осі передпліччя. Маса вантажу в руці дорівнює 10 кг.
Тиск
Деякі цікаві відомості

Нікотін підвищує артеріальний тиск. Одна викурена цигарка спричинює підвищення тиску на 10 мм рт.ст. Ось чому особливо небезпечно курити хворим на гіпертонію.

При курінні підвищується внутрішньоочний тиск, що призводить до зниження зору. Хворим, які страждають на глаукому, категорично заборонено палити.
Домашнє завдання.

1. Людина масою 50 кг стоїть на лижах . які мають довжину 1,8 м і ширину 10 см. Який тиск створює людина на сніг?

2. Який тиск чинить жінка масою 50 кг, яка носить шпильки. Площа шпильки становить 1 см2 , на одну шпильку припадає 0,25 ваги жінки.

3. Один літературний герой, загартовуючи свою волю, спав на дошці, утиканій цвяхами(вістрями догори). Оцініть, зі скількох цвяхів повинне було складатися ложе героя, знаючи, що маса героя 70 кг. Вістря кожного цвяха має площу 0,1мм2, а людська шкіра може витримувати тиск 3 МПа.

4. Визначте тиск води Червоного моря на глибині 25 м, знаючи,що густина води в ньому 1050 кг/м3 ?

5. Людина занурилася в озеро на глибину, де тиск перевищує в 2,5 рази нормальний атмосферний тиск. На якій глибині опинився нирець?



6. Площа ступні людини дорівнює 180 см2, а її маса 60 кг. Який тиск чинить ця людина, якщо стоїть на обох ногах?

7. Які насоси є в організмі людини?



Атмосферний тиск
Деякі цікаві відомості
Експериментально встановлено, що біля поверхні Землі з невеликими змінами висоти (декілька сотень метрів) тиск змінюється на 1мм.рт.ст. на кожні 12м висоти. Піднімаючись на гори, людина потрапляє в область зниженого тиску повітря; на значній висоті зниження тиску призводить до цілого ряду хворобливих явищ, які називають гірською хворобою.

Як людина переносить різну висоту над рівнем моря?



  • Смертельна зона - більше 8 км: людина може перебувати на цій висоті без дихального апарата лише короткий час - 3 хвилини, а на висоті 16 км - 9 секунд, після чого наступає смерть.

  • Критична зона - від 6 до 8 км: серйозні функціональні розлади життєдіяльності організму.

  • Зона неповної компенсації –від 4 до 5 км: погіршення загального самопочуття.

  • Зона повної компенсації - від 2 до 4 км: деякі порушення в діяльності серця, органів почуттів і ін. систем завдяки мобілізації резервних сил організму швидко зникають.

  • Безпечна зона - від 1,5 до 2 км: не спостерігається істотних збоїв у роботі організму людини.

Домашнє завдання.
1. Тиск у скафандрі космонавта становить 0,4 нормального атмосферного тиску. Яке числове значення цього тиску?

2. У кабіні літака тиск становить 0,1 МПа, а зовні - 250 мм.рт.ст. На якій висоті летить літак?

3. Під час опускання в шахту виявилось, що тиск повітря зріс на 42 мм.рт.ст. Яка приблизно глибина шахти?

4.Яким є атмосферний тиск біля підніжжя хмарочоса, якщо на його даху барометр показує 750 мм.рт.ст.? Висота хмарочоса дорівнює 300 м, температура повітря 0°С.

5. Барометр перенесли з дна шахти на поверхню, при цьому він зафіксував зміну тиску з 770 до 745 мм.рт.ст. Якою є глибина шахти? Температура повітря становить 0° С.

6. Чому при невидимому підйомі на висоту в літаку в

людини відбувається тимчасова втрата слуху? (Тиск повітря в середньому

вусі не встигає порівнятися з атмосферним тиском. Барабанна перетинка

вигинається назовні).

7.Чому високо в горах у людей легко трапляються вивихи суглобів?
Робота, потужність, енергія
Деякі цікаві відомості
Робота серця людини за добу - 86400 Дж
Потужність, яку розвиває людина при швидкій ходьбі – 200Вт
Потужність штангістів у ривку може досягати 4000Вт.
Крок людини еквівалентний роботі в 60,44 Дж (для людини масою 60 кг), горизонтальне переміщення тіла – 18,12 Дж, вертикальне переміщення тіла – 39,52 Дж.

Домашнє завдання.

1.Яку роботу виконує дитина , коли рівномірно піднімає іграшку масою 300 г на висоту 30 см?

2. Людина рівномірно штовхає вагонетку масою 0,7 т по горизонтальній ділянці шляху завдовжки 200 м. Яку роботу здійснює людина, якщо сила тертя складає 0,06 сили тяжіння вагонетки?

3. Яку середню потужність розвиває людина, що піднімає відро води масою 12 кг з криниці глибиною 20 м за 15 с?

4. Яку потужність треба розвинути людині , щоб стиснути пружини на 4 см протягом 5 с, якщо для стиску її на 1 см потрібна сила 245 Н ?

5. Пружину експандера людина розтягнула на 5см за 3 с. Яку середню потужність при цьому вона розвивали, якщо для утримання пружини в розтягнутому стані потрібна сила 120 Н?

6.Потужність, що розвиває людина при швидкій ходьбі - 200 Вт, визначте яку відстань вона пройде за півгодини, якщо її мас 60 кг.

7.Як відомо серце космонавта в умовах невагомості працює

з м еншими втратами енергії. Чому? (Бо там відсутній гідростатичний тиск

стовпа крові).
Теплові явища

Деякі цікаві відомості
Для підтримання життєдіяльності організм потребує значної кількості енергії. Наприклад, для людини віком 20 років і масою 70 кг необхідно 1700 ккал (7140 кДж) на добу. Тобто за фізіологічного спокою в організмі людини має розщепитися стільки білків, жирів та вуглеводів, скільки потрібно для вивільнення 1700 ккал енергії. На виконання фізичної роботи людина в середньому витрачає ще 1000-1200 ккал ( 4200-5040 кДж) енергії на добу.

Приблизні витрати енергії залежно від навантаження за 1 годину на 1 кг маси тіла в кДж:




Вид діяльності

Енергетичні витрати кДж

Читання, писання та інша розумова діяльність

Прогулянка, ходьба

Гімнастика, легка фізична праця

Важка атлетика, важка фізична праця

Легка домашня робота

Спокійне сидіння

Стояння, спів

Плавання, їзда на велосипеді

Катання на лижах, ковзанах

Біг (8 км/год)

Сон і спокійне лежання


6,3

11,7


15,2

23,0


18,5

5,9


8,4

29,7


23,0

35,6


4,2

Температура диму в роті дорівнює 50-60 0С. Внаслідок різниці з температурою повітря, що потрапляє до рота, пошкоджується емаль на зубах,розрихляються та кривавлять ясна, з’являється карієс.


На момент затягування температура на кінчику цигарки досягає 600 - 900 0С. Шанувальники цигарок хворіють на рак губ, язика, рота,гортані.
Температура замерзання (плавлення) крові людини - - 0,560 С.
Питома теплоємність крові людини 3000Дж/кг К
Домашнє завдання
1. Чому в сухому повітрі людина витримувати температуру

більшу за 1000 С? (Інтенсивне використання при малій вологості захищає

організм від перенагрівання).

2 .Чому людина змерзнувши починає тремтіти? (Під час

тремтіння внаслідок скорочення м’язів зростає теплоутворення).

3. За яких умов може наступити тепл овий удар? (За високої

температури і вологості. Піт не встигає випаровуватися і організм

перегрівається).



9 клас

Електричний струм

Деякі цікаві відомості Опір тіла людини від кінця однієї руки до кінця іншої (при сухій неушкодженій шкірі рук) 15кОм
Сила струму через тіло людини, що вважається безпечною, до 1мА
Сила струму через тіло людини, що призводить до серйозних уражень організму, ≈100мА

Безпечна електрична напруга (сире помешкання), 12В


Безпечна електрична напруга (сухе помешкання), 36В
Питомий опір тканин людини:

  • верхній шар сухої шкіри - 330 000Ом м

  • крові – 1,8 Ом м

  • м’язів – 1,5 Ом м



Радіоактивність
Деякі цікаві відомості
У тютюнових листках виділено радіоактивний ізотоп – полоній 210. Він може накоплюватися в організмі. Так, у сечі курця радіоактивного міститься в 6 разів більше норми. Це є частковою причиною раку січового міхура.
У полонію довгий період напіврозпаду (148,4 діб), він затримується у слизу, що покриває бронхи. Якщо курець глибоко затягується, викурює цигарку до кінця, то кількість полонію в диму збільшується.
Викурюючи в день пачку цигарок, людина одержує таке ж випромінювання, неначе їй зробили 200 рентгенівських знімків, тобто отримує 1,52 Гр, а доза 2Гр призводить до променевої хвороби.
Ученими встановлено, що тютюнові ізотопи, особливо радіоактивний ізотоп – полоній 210, свинець -210 – головна причина розвитку злоякісних пухлин.
Сигарети з фільтром радіоактивних ізотопів не затримують.
Під час радіоактивного розпаду компонентів тютюнового диму можуть пошкоджуватися гени та хромосоми. Кожна п’ята дитина із загального числа тих, які гинуть під час вагітності, була б жива, якби мати не курила в період вагітності.

10 клас

Кінематика

Деякі цікаві відомості
Прискорення є важливою величиною, що характеризує умови існування живих організмів. Людина також чутлива до прискорень. Вона відчуває прискорення за допомогою вестибулярного апарату-органу, розміщеного у внутрішньому вусі. Вестибулярний апарат називають також органом акселераційного відчуття.

Реакція організму людини на прискорення залежить від його значення, відносно осей людини, тривалості перевантаження. Медичними дослідженнями встановлено порогові значення прискорень, які відчуває людина.



Характер руху

Порогове значення прискорення, яке відчуває людина

Приклади руху і середнє значення прискорення

Нерівномірний обертальний рух

кутове прискорення

β=1,2м/с2



Швидкі танці

β=(6-10) м/с2



Рівномірний рух по колу

Доцентрове прискорення

a=1м/с2



Карусель

a=(3-4) м/с2

Літак при маневруванні

а=(20-80) м/с2



Прямолінійний рух

Лінійне прискорення

a=0,1 м/с2



Ліфт

a=(2-3) м/с2

Спортсмен розганяється на старті

a=(8-10) м/с2

Катапультування з літака

а=200 м/с2




Домашнє завдання.

1. Підготувати міні доповіді про вплив прискорення на організм людини.

2. Учень на уроці фізкультури збільшив свою швидкість з 5м/с до 10м/с за 5 сек . Визначте прискорення учня.

3.Спортсмен рухався на «марафонський дистанції» з прискоренням 0,5 м/с2 , маючи початкову швидкість 3 м/с , визначте його швидкість через 14с.

4. Спортсмен рухався зі швидкістю 15 м/с на повороті з прискоренням 5 м/с2 . Визначте радіус повороту.
Динаміка
Деякі цікаві відомості
Розрізняють чотири види механічного впливу на кістку: розтяг, стиск, вигин і крутіння.


  • Навантаження, що викликають розтяг, виникають при висах або під час утримання вантажу в опущених руках. Міцність кістки на розтяг дорівнює міцності чавуну (витримує напругу 150 Н/мм2).

  • Навантаження, що створюють стиск кісток і хрящів звичайно діють на тіло при вертикальному положенні ( сила ваги і тиск опори.).При стиску міцність кісток ще вища ( 16000-18000Н).

  • Навантаження, що викликають вигин, виникають, коли кістки виконують роль важелів, для утримання вантажів , сили 12000 Н недостатньо, щоб зламати стегнову кістку.

  • Навантаження, що створює крутіння, найчастіше зустрічаються при обертальних рухах кінцівок .

В таблиці відображено границі міцності різних видів тканин людини та речовин на різні види деформацій



Вид тканини чи речовини



Модуль пружності на розтягнення,

107 Н / м2



Границя міцності на розтягнення,

Н / м2



Границя міцності на стискання

Н / м2



Речовина кісток

2300


10-12

12-16

Сухожилля

100-150

5-7




Тканина нервових стволів

8-12

1,2-1,5




М’язи

0,8-1,0

0,05-0.10




Сталь

20000

80-100

120-150

Бетон







3-5

Деревина

1000

8-10

4-5

Каучук

1,2

5




З таблиці бачимо, що модуль пружності для кісток або сухожиль при розтягуванні великий, а м’язів він дуже малий.

З’єднувальні тканини дуже еластичні, наприклад, потилична зв’язка може бути розтягнута більш ніж вдвічи.

Стегнова кістка людини витримує при стисканні навантаження до 1,5 тонни, міцність кістки на розтягнення більша, ніж у деревини дуба чи сосни(вздовж волокон), у 9 разів перевищує міцність свинцю та майже

дорівнює міцності чавуну!


Домашнє завдання.

1. Під час процедури витягування стегнова кістка з діаметром 30 мм і товщиною стінок 4 мм видовжилась на 0,53 мм, коли до неї було прикладено навантаження 9 кН. Визначити первинну довжини стегнової кістки, якщо модуль Юнга кісткової тканини дорівнює 22,5·103 кПа.

2. Сухожилля довжиною 0,12 м і площею поперечного перерізу 2·10-6м2 при навантаженні 68.6 Н видовжилось на 2,9·10-3м. Визначте для нього модуль Юнга.

3. Стегнова кістка діаметром 32 мм і товщиною стінок 4 мм має первинну довжину 43 см. Визначити навантаження на кістку, якщо модуль Юнга кісткової тканини 22,5·103 кПа.

4. Сухожилля довжиною 0,12м і площею поперечного перерізу 2·10-6м2 видовжилось на 0,012%. Визначте навантаження на сухожилля, якщо модуль Юнга для нього 1,5·109 Па



Властивості газів, рідин, твердих тіл
Деякі цікаві відомості

Температури, що є критичними для людського організму ( при нормальному тиску й відносній вологості )



  • Нормальна температура для більшості людей - від 36,3 до 37˚С

  • Критична температура, що супроводжується втратою свідомості - вище 42˚С

  • Смертельна температура - вище 43˚С

  • Температура, що приводить до вповільнення процесів мозку - нижче 34˚С

  • Критична температура, яка супроводжується втратою свідомості - нижче 30˚С

  • Смертельна температура,при якій виникає фібрилляція серця, припиняється кровообіг - нижче 27˚С

Кровоносні капіляри в 50 разів тонкіше самого тонкої людської волосини. В середньому діаметр капіляра 0,008мм


Поверхневий натяг крові людини 0,058 Н/ м

Домашнє завдання.
1.В кімнаті об’ємом 60 м3 випарували краплю парфумів, яка містить 10-4 г ароматичної речовини. Скільки молекул ароматичної речовини потрапить у легені людини при кожнім вдиханні? Об’єм вдихуваного повітря 1 дм3 . Молярна маса ароматичної речовини 1 кг/моль.

2. Еритроцити крові людини – це диски з діаметром 7·10 -6 мі товщиною 10 -6 м. В 1мм3 крові міститься близько 5·10 6 таких дисків:

А) Якщо у дорослої людини є 5 л крові, то скільки в ній еритроцитів?

В) Маса молекули гемоглобіну дорівнює 6,8·105 а.о.м. Скільки молекул гемоглобіну міститься в одному еритроциті, якщо густина 1 кг/м3, якщо вважати, що еритроцити складаються лише з гемоглобіну?

3. Чому кров людини у північних широтах світліша, ніж на

екваторі? (У крові людини біля екватора більше кисню, а на півночі кисню

менше, оскільки більше енергії витрачається на нагрівання тіла).

4.Яка вологість повітря для людини вважається оптимальною? (40% – 60%).

5. Щоб викликати одиничну мутацію, треба до молекули підвести енергію 5∙10-19 Дж. Обчислити, у скільки разів енергія теплового руху молекул за пемператури тіла людини менша від тієї, яка здатна викликати зміну генетичної програми.

6. Чому гумовий одяг утруднює регулювання температури людського тіла, його теплообмін?


Термодинаміка
Деякі цікаві відомості
Тепловіддача організму людини.

Втрата енергії від загального балансу:



  • ...на подих і випар води - 13%

  • ...на роботу внутрішніх органів і систем - 1,87%

  • ...на нагрівання видихуваного повітря - 1,55%

  • ...на випар води з поверхні шкіри - 20,7%

  • ...на нагрівання навколишнього простору - 30,2%

  • ...на випромінювання - 43,8%



Домашнє завдання.

1. Відомо, що під час важкої фізичної праці людина виділяє близько 10 л поту. Яку масу води можна нагріти від 20 до100˚С за рахунок енергії, яка затрачується на випаровування 10 л поту? Питома теплота випаровування поту 24,3·106 Дж/кг.

2. Якби піт не випаровувався, то на скільки градусів нагрілося б тіло людини? Вважається - що питома теплоємність тіла людина приблизно така сама,як і води, оскільки клітини живих організмів складаються на 80 – 95% з води.

3. Скільки льоду взятого при температурі 0˚ можна розплавити, за рахунок енергії, яка затрачується на випаровування 10 л поту? Питома теплота випаровування поту 24,3·106 Дж/кг.

4. Визначте кількість теплоти , яка буде виділятися за 45 хвилин організмом людини, що має масу 50 кг, якщо відомо, що тіло людини масою 1 кг випромінює за секунду 1,6 Дж енергії.

5. Визначте, скільки енергії витрачається під час написання контрольної роботи, якщо під час письма на 1 кг маси людини витрачає 6,3 кДж за годину.

6. Відомо, що під час важкої фізичної праці людини за добу вивільняється 19 940 кДж енергії. Яку масу води можна нагріти від 20˚С до 100˚С за рахунок цієї енергії?

7. Відомо, що під час розумової праці людина за добу витрачає 13 474 кДж енергії. Визначте, яку масу льоду можна розплавити за рахунок цієї енергії?

8. Визначте, скільки бензину треба спалити, щоб отримати стільки тепла , скільки його вивільняється людиною за добу при роботі середньої важкості (17270 кДж).

9.Визначити температуру м’язів людини, вважаючи, що вони працюють як теплова машина за температури 25˚С з ККД 30%.



11 клас
Електричний струм.
Деякі цікаві відомості
Найчутливішими до електричного струму є мозок, грудні м’язи і нервові центри, які контролюють дихання й роботу серця.
Якщо струм від зовнішнього джерела проходить через серце, то виникають нескоординовані скорочення м’язів шлуночка. Цей ефект називається шлунковими фібриляціями. Одного разу самовільно виникнувши, вони вже не зупиняться, навіть якщо припинилася дія струму, що викликала їх. У стан шлункових фібриляцій серце може бути приведене слабкими струмами – від 50 до 100 мкА. Протягом 1 – 2 хв, серцеві м’язи, що не отримують коронарної крові , слабшають, в результаті чого вони не можуть бути знову приведені у стан нормальних скорочень,- і настає смерть. Якщо буде вжито екстрених заходів, то регулярна дія серця може бути збережена. Звичайна техніка, що застосовується для дефібриляції, полягає у пропусканні через серце за кілька мілісекунд струму силою близько 10А.

Струми, значення яких недостатнє, щоб викликати шлункові фібриляції, можуть призвести до зупинки дихання, паралізуючи дію нервових центрів, що контролюють легені. Дихальний параліч може виникнути, якщо значення сили струмів лежить у межах від 25 до 100 мА. Навіть струм силою у 10 мА може скоротити грудні м’язи так, що дихання зупиниться. Деякий ефект дії змінного струму з частотою 50 Гц на організм наведений в таблиці




Сила струму, мА

Ефект дії струму

0-0,5

Відсутній

0,5-2

Втрата чутливості

2-10

Біль, м’язові скорочення

10-20

Зростаюча дія на м’язи, деякі пошкодження

16 і вище

Людина не може самостійно звільнитися від електродів

20-100

Параліч органів дихання

100 мА-3А

Смертельна серцева фібриляція (необхідна реанімація)

Понад 3 А

Зупинка серця (якщо шок був коротким, серце можна ще реанімувати). Тяжкі опіки


Домашнє завдання
1. Визначте силу струму через суху шкіру при контакте з напругою 220 В, якщо опір сухої шкіри 105 Ом.

2. Визначте силу струму через мокру шкіру при контакте з напругою 220 В, якщо опір мокрої шкіри 1500 Ом.



Електромагнітне поле

Деякі цікаві відомості
У процесі еволюції тваринний світ і людина пристосовувалися до впливу електромагнітного поля певного діапазону. Якщо напруженість постійного магнітного поля перевищує фонову напруженість геомагнітного поля Землі, то відбувається прискорення перебігу окремих фізіологічних і біохімічних процесів. Було виявлено, що під впливом постійного магнітного поля великої напруженості змінюється хімічний склад сироватки крові, а в разі тривалої дії постійного магнітного поля відбуваються фазові зміни морфологічної картини крові та кісткового мозку, активізується протизсідальна система крові, знижуються тромбоутворення. Відомий вплив постійного магнітного поля на функціональне співвідношення процесів збудження та гальмування у структурах мозку — посилюються процеси збудження в корі великих півкуль, мозочку, гіпоталамусі. Внаслідок впливу постійного магнітного поля підвищується вміст адреналіну та норадреналіну в крові й кортикостерону у тканинах надниркових залоз. Зміна рівня гормонів, у свою чергу, призводить до порушень функції серцево-судинної системи. Серцево-судинні порушення виявляються у зміні частоти серцевих скорочень, глухості серцевих тонів, лабільності артеріального тиску, відхиленні від норми ритму та провідності, зниженні функціональної здатності міокарду.
Хвильова і квантова оптика
Деякі цікаві відомості
Оптичні параметри людини

  • Тривалість збереження оком зорового відчуття - 0,14 с

  • Діаметр очного яблука дорослої людини - 25 мм

  • Показник переломлення кришталика - 1,4

Діаметр зіниці:

  • ...при денному освітленні - 2 мм

  • ...при нічному освітленні - від 6 до 8 мм

  • Внутрішньочний тиск - 104 кПа (780 мм рт. ст.)

  • Число паличок у сітківці ока - 130 млн

  • Число колбочек у сітківці ока - 7 млн

  • Мінімальний розмір зображення на сітківці, при якому дві крапки предмета сприймаються роздільно - 0,002 мм

  • Довжина хвилі світла, до якої око найбільш чутливе - 555 мм


Як колір впливає на емоційну сферу людини, її працездатність?

Колір певним чином впливає на все наше життя, навіть якщо ми цього не усвідомлюємо. Колір одягу, який ми вибираємо зранку, є також не випадковим – він подобається нам, ми почуваємось у ньому найкомфортніше. Ми інтуїтивно шукаємо той колір, якого потребуємо.

Спеціалісти з маркетингу чудово знають, як впливає колір на клієнтів. Наприклад, якщо господарі кафе хочуть, щоб клієнти менше затримувались і швидше звільняли місця за столом, то вони використовують в інтер’єрі багато яскравих фарб: жовту, оранжеву, червону. М’які кольори, відтінки і неяскраве світло використовують господарі, які зацікавлені довше утримувати клієнтів, тому створюють затишну атмосферу.

Психологи виділяють такі основні кольори: червоний, синій і жовтий. Психологічна характеристика кольорів подана на таблиці «Психологічна характеристика кольорів».

Червоний колір – це колір серця, легенів і мускулів, він робить людину говірливою, збуджує і підсилює емоції. Тому всі революційні прапори мають червоний колір. Він робить лінивих активними. Флегматичні діти при червоному кольорі краще вчаться.

Синій колір дає відчуття миру й безпеки, розслаблює людину. Цей колір впливає на ендокринну систему, на наші реакції на стрес, на релаксацію (розслаблення), сексуальність, а також на систему захисту організму від інфекції та алергії. Надто збудливі діти при синьому кольорі стають спокійнішими і краще вчаться.

Жовтий колір символізує полуденне сонце і виявляє стимулюючий ефект. Він сприймається лівою півкулею мозку, його інтелектуальною половиною, і може позитивно впливати на навчання та набуття професійних навичок. Жовтий колір покращує настрій роздратованих, незадоволених людей.

Зелений – це найпоширеніший колір у нашій європейський природі. Він діє заспокійливо і тому прогулянка серед зелені є надзвичайно цілющою.

Оранжевий колір є втіленням радості й щастя. Він благотворно впливає на людину, яка страждає від депресії аб схильна до зайвого песимізму. Якщо людина прокидається в поганому настрої, то їй варто подивитись на світ крізь оранжеве скло і в неї настрій покращиться.

Фіолетовий колір завжди асоціюється з духовністю. Він діє на підсвідомість і допомагає людині пізнати себе, підсилюючи ефект від медитації. Якщо надіти фіолетові окуляри і піти у якесь багатолюдне місце, то ніхто до вас не наблизиться. Якщо ви бажаєте зменшити свій апетит, то надягніть фіолетові окуляри, коли сідаєте за стіл. Страви в фіолетовому кольорі виглядатимуть дуже неапетитно.

Бірюзовий колір – це щось таке, що з’єднує зовнішні і внутрішні сторони нашого життя. Терапевтичний ефект від застосування цього кольору проявляється в тому, що виникає відчуття розслаблення, звільнення і благополуччя.

Простий експеримент допоможе зрозуміти, як на вас впливають ті чи інші кольори. Для цього треба розвісити різнокольорові прозорі смужки на віконному склі і подивитись крізь кожну впродовж кількох хвилин і ви швидко зрозумієте. який колір вам приємний у даний момент. Вплив кольору на стан здоров’я і самопочуття людини використовується здавна медициною. Народна мудрість учить, що дітей, хворих на кір, треба загорнути в червону тканину.

Сучасною медициною використовується порівняно новий метод лікування за допомогою кольорового світла, який називається кольоропунктурою. Суть його полягає в освітленні кольоровим світлом невеликих, визначених ділянок шкіри – так званих енергетичних точок. Учені вважають, що коли на енергетичні точки шкіри діяти кольоровим світлом, іншими словами – хвилями певної довжини, то цей колір передає інформацію ендокринним залозам і мозку. Мозок, отримавши певну інформацію, відсилає її в організм, порушена гармонія відновлюється і хвороба проходить.

Емоційне ставлення до кольору може характеризуватися вибором його або байдужим чи негативним до нього ставленням. Саме цей момент використовується в психодіагностиці. Відомий за кордоном і в нас тест застосовують у таких випадках: підбір кадрів, комплектування ефективно діючих виробничих і творчих колективів, вибір психологічно сумісного партнера в шлюбі.

Яким ми сприймаємо колір? Світ різнобарвний, і ми маємо змогу бачити його таким. Кольори ми сприймаємо за допомогою колбочок, які реагують тільки на певну довжину хвилі.

Існує три типи колбочок. Колбочки першого типу реагують переважно на червоний колір, другого - на зелений і третього - на синій. Ці три кольори називають основними. Оптичним змішуванням основних кольорів можна одержати всі кольори спектра та їхні відтінки. Якщо колбочки всіх типів збуджуються водночас і однаково, виникає відчуття білого кольору.

У деяких людей колірний зір порушений. Розлад колірного зору, або часткову колірну сліпоту, називають дальтонізмом. Назва походить від прізвища англійського вченого Дж. Дальтона, який 1794 року вперше описав це явище. Розрізняють природжений і набутий дальтонізм. Природженим (спадковим), власне дальтонізмом, буває, як правило, розлад сприймання червоного і зеленого кольорів. Сліпота на синій колір є здебільшого набутою. Розлади колірного зору пояснюють відсутністю певних колбочок у сітківці ока. Трапляється також частковий дальтонізм (неспроможність сприймати один із основних кольорів). Дальтонізм спостерігається у 0,5% жінок і 5% чоловіків. Люди, які страждають на розлади колірного зору, не можуть працювати на транспорті, в авіації тощо. Дальтонізм не лікується.
Домашнє завдання.

1. Визначте недолік зору людини за окулярами, оптична сила яких: а) – 0,5 дптр;

б)+3,0 дптр; в) – 3,5 дптр.

2. Який недолік зору у людини, яка при всилянні нитки у вушко голки розмістила голку на відстань 40 см від очей?

3. Фокусна відстань оптичної системи ока дорівнює 1,5см. Предмет розташований на відстані 30 м від спостерігача. У скільки разів зображення предмета на сітківці ока менше від самого предмета?
Атомна і ядерна фізика
Деякі цікаві відомості
Серед найбільш розповсюджених ракових захворювань, викликаних опроміненням, виділяються лейкози. Оцінка ймовірності летального результату при лейкозі більш вірогідна, ніж аналогічні оцінки для інших видів ракових захворювань. Це можна пояснити тим, що лейкози першими виявляють себе, викликаючи смерть у середньому через 10 років після моменту опромінення. За лейкозами першість у раку молочної залози, раку щитовидної залози і раку легень. Менш чуттєві шлунок, печінка, кишечник і інші органи й тканини.

Вплив радіологічного випромінювання різко підсилюється іншими несприятливими екологічними факторами (явище синергізму). Так, смертність від радіації укурців помітно вище.

Існує три шляхи надходження радіоактивних речовин в організм: при вдиханні повітря, забрудненого радіоактивними речовинами, через заражену їжу чи воду, через шкіру, а також при зараженні відкритих ран. Найбільш небезпечний перший шлях, оскільки:


  • обсяг легеневої вентиляції дуже великий

  • значення коефіцієнта засвоєння в легенях більш високі.

Пилові частки, на яких сконцентровані радіоактивні ізотопи, при вдиханні повітря через верхні дихальні шляхи частково осідають у порожнині рота і носоглотці. Звідси пил надходить у травний тракт. Інші частки надходять у легені. Ступінь затримки аерозолів у легенях залежить від дисперсіонності. У легенях затримується близько 20% усіх часток; при зменшенні розмірів аерозолів величина затримки збільшується до 70%.

При потраплянні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже через кілька хвилин виявляються в крові. Якщо надходження радіоактивних речовин було одноразовим, то концентрація їх у крові спочатку зростає до максимуму, а потім протягом 15-20 діб знижується.

Концентрація в крові довго живучих ізотопів надалі може утримуватися практично на одному рівні протягом тривалого часу внаслідок зворотного вимивання речовин, що відклалися.

Останні дослідження Київського інституту нейрохірургії показали, що радіація навіть у малих кількостях, при дозах у десятки берів, найсильнішим чином впливає на нервові клітин - нейрони. Але нейрони гинуть не від прямого впливу радіації. Як з'ясувалося, у результаті впливу радіації в більшості ліквідаторів ЧАЕС спостерігається "післярадіаційна енцефлопатія". Загальні порушення в організмі під дією радіації приводять до зміни обміну речовин, що спричиняють патологічні зміни головного мозку.


Домашнє завдання.

1. У зоні радіоактивного зараження потужність дози гамма- випромінення становить 0,2 мГр/год. Як довго може перебувати людина в цій зоні, якщо гранично допустима поглинута доза становить 0,25 Гр?

2. Поглинута доза, яку людина отримує від космічних променів, дорівнбє 0,0004 Гр за рік. Розрахуйте поглинуту дозу випромінювання, яку ви отримали від космічних променів упрдовж життя.

3. Дослідник працював із радіоактивними препаратами і отримав дозу випромінювання 0,05 Гр. Чому дорівнює при цьому еквівалентна доза?

4. Під час роботи з радіоактивними препаратами лаборант піддається опроміненню з потужністю поглинутої дози 0,02 мкГр/с. Яку дозу опромінення отримує лаборант упродовж робочої зміни тривалістю 4 год?

5. У лабораторії є радіоактивне забруднення з потужністю поглинутої дози 2,5 Гр/год. Якою є тривалість безпечного перебування в лабораторії? Вважайте, що коефіцієнт якості радіоактивного випромінювання дорівнює 1.

6. Працівник рентгенівської лабораторії отримав за рік еквівалентну дозу іонізуючого опромінення 3,6 мЗв. Яка середня потужність поглинутої дози рентгенівського випромінювання у його рабочому кабінеті, якщо тривалість роботи з рентгенівським апаратом протягом дня становить 1 год, а кількість робочих днів за рік складає 250?


Список використаних джерел:
1. Азнакаєв, Е. Г. Біофізика: навчальний посібник для студентів вищих

закладів [ Текст ] / Е. Г. Азнакаєв. – К., 2005.

2. Антонюк, В. С. Біофізика і біомеханіка: підручник [Текст] / В. С. Анто

Бондаренко, Г. В. Канашевич – К.: «Політехніка», 2012.

3. Боброва, В. О. Фізіологія і патологія системи кровообігу. [Текст] / В. О Боб

Панасюк, В. І. Ютанов // Світ. – Львів, 1997.

4. Чалий О. В. Медична і біологічна фізика: практикум [Текст] / О. В. Чалий,

А.В. Меленевська. – К. : Книга плюс.,2003. – 217 с.



5. Посудін Ю.І. Лабораторний практикум і збірник задач із дисципліни «Фізика

біофізики»: Навчальний посібник [Текст] / Ю.І. Посудін. – К. : Арістей, 2004. – 180с.
Каталог: attachments
attachments -> Обґрунтування вибору проблеми
attachments -> Обладнання: комп’ютерні слайди, тексти поезій Архілока, Тіртея Актуалізація опорних знань
attachments -> Урок з Зарубіжної художньої культури 11 клас Культова арабо-мусульманська архітектура
attachments -> Склад і функції крові. Лабораторна робота. Мікроскопічна будова крові людини та жаби
attachments -> Серцево судинні
attachments -> Тема: Хімія та їжа Девіз: Хіміки це ті, хто дійсно розуміють світ!
attachments -> План Пояснювальна записка. Тема Науково-теоретична підготовка вчителя фізичної культури. Тема Питання педагогіки та психології в фізичному вихованні
attachments -> Урок Обміркуйте ситуацію

Скачати 69.87 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка