Program zajęć do wyboru z fizyki
Eksperymenty z fizyki
„Poznaj siebie”.
Kompilator programu: Avakyan Ludmiła Gennadievna
Nota wyjaśniająca.
Program trwa 8 godzin.
Fizyka jest nauką eksperymentalną i zajęcia praktyczne powinny zajmować znaczną część zajęć z fizyki.
Człowiek jest częścią natury, a jego ciało podlega tym samym prawom fizyki. „Poznaj siebie” Sokratesa jest przez nas rozumiane, łącznie z tym, jak poznać swoje ciało i prawa fizyczne, którym ono podlega. Praktyczna praca nad badaniem własnego ciała budzi wśród studentów duże zainteresowanie.
Cele kursu:
Tworzenie warunków do formacji i rozwoju uczniów:
umiejętności intelektualne i praktyczne w zakresie eksperymentów fizycznych, które pozwalają na badanie zjawisk naturalnych i praw fizycznych, jakim podlega organizm ludzki;
zainteresowanie studiowaniem fizyki i przeprowadzaniem eksperymentów fizycznych;
umiejętność samodzielnego zdobywania i stosowania wiedzy;
umiejętności komunikacyjne, które przyczyniają się do rozwoju umiejętności pracy w grupie, prowadzenia dyskusji i obrony własnego punktu widzenia.
W procesie uczenia się uczniowie nabywają następujące konkretne umiejętności:
obserwować i badać zjawiska;
opisać wyniki;
obliczać błędy pomiarów bezpośrednich i pośrednich;
wyciągać wnioski;
omówić wyniki eksperymentu, wziąć udział w dyskusji.
Wymienione umiejętności kształtowane są w oparciu o wiedzę na temat:
cykl wiedzy w naukach przyrodniczych;
rola eksperymentu w poznaniu;
zasady posługiwania się przyrządami pomiarowymi;
geneza błędu pomiaru i jego rodzaje;
zasady zapisywania wyników pomiarów bezpośrednich z uwzględnieniem błędu;
Treść programu.
1. Gorev L.A. Zabawne eksperymenty z fizyki. M.: Edukacja, 1985.-175 s.
2. Goulridze G.Sh. Zajęcia praktyczne i laboratoryjne z fizyki. Klasy 7-11 / pod redakcją N.A. Parsrenteva - M .: Styl klasyczny, 2002. - 96 s.
3. Raeva A.F. Eksperyment fizyczny w szkole. M.: Edukacja, 1973. - 239 s.
4. Burow V. A. Warsztaty z fizyki. Podręcznik dla studentów. M.: Edukacja, 1972. – 70 s.
5. Dik Yu. I., Kabardin O. F. i in. Warsztaty fizyczne dla zajęć z pogłębioną nauką fizyki. M.: Edukacja, 1993. –208 s.
6. Kachinsky A. M., Kimbar B. A. Zadania do pracy laboratoryjnej w warsztacie fizycznym. Mińsk: Narodnaja Aswieta, 1976. –189 s.
7. Khutorskoy A.V., Khutorskaya L.N. - Fascynująca fizyka: zbiór zadań i eksperymentów dla uczniów i kandydatów z odpowiedziami. –M.: ARKTI, 2001
Część teoretyczna
Parametry fizyczne organizmu człowieka.
Ciało ludzkie i jego działania są dla fizyki tak samo interesujące, jak wszystkie inne zjawiska i obiekty naturalne wokół nas. Rozważmy pytania związane z właściwościami fizycznymi i cechami osoby. Można je wykorzystać do wyjaśnienia różnych sytuacji życiowych, podczas omawiania szeregu problemów dotyczących ludzkiego ciała.
Poznaj siebie, swoje ciało, swoje ciało fizyczne z punktu widzenia fizyki!
Poniżej znajdują się niezwykłe informacje: liczby charakteryzujące parametry mechaniczne, termiczne, elektryczne i optyczne człowieka. Liczby te mają swój własny język i mogą mówić o różnych cechach ludzkiego ciała. Ich celem jest pomoc w lepszym przyswajaniu, konkretyzacji i poszerzaniu wiedzy z fizyki. Mogą stać się pomocnikami w rozwiązywaniu różnych praktycznych zagadnień i problemów, które mogą pojawić się na zajęciach i w domu, a także mogą być przydatne w wieczorowym przygotowywaniu wiadomości lub esejów.
Parametry mechaniczne człowieka.
1) Średnia gęstość ciała człowieka wynosi 1036 kg/m3.
2) Gęstość krwi - 1050-1064 kg/m3.
3) Średnia prędkość przepływu krwi w naczyniach: w tętnicach 0,2 - 0,5 m/s; w żyłach 0,10 - 0,20 m/s; w kapilarach 0,0005-0,0020 m/s.
4) Normalne nadciśnienie w tętnicy osoby dorosłej mierzy się od konwencjonalnego zera, które przyjmuje się jako ciśnienie atmosferyczne. Zatem ciśnienie krwi wynoszące na przykład 9,3 kPa (70 mm Hg) oznacza, że jest ono o = 9,3 kPa (70 mm Hg) wyższe od ciśnienia atmosferycznego.
Normalne niższe ciśnienie (tj. w początkowej fazie skurczu serca) = 9,3 kPa (70 mm Hg). Normalne ciśnienie górne (tj. w końcowej fazie skurczu serca) wynosi 16,0 kPa (120 mmHg).
5) Siła wytwarzana przez bijące serce:
w początkowej fazie skurczu » 90 N;
w końcowej fazie skurczu » 70 N.
6) Masa krwi wyrzuconej przez serce w ciągu 1 minuty wynosi około 3,6 kg. Podczas jednego skurczu serce uwalnia około 60 cm 3 krwi, w ciągu 1 minuty - 3,6 litra (przy 60 skurczach na minutę), w ciągu 1 godziny - 216 litrów, a w ciągu 24 godzin >> 5200 litrów krwi. Podczas intensywnej pracy organizmu (na przykład podczas jazdy na nartach) serce człowieka „pompuje” do 25–35 litrów krwi w ciągu 1 minuty (przy 165–196 skurczach na minutę). Dla porównania: zużycie wody przy całkowicie otwartym kranie w ciągu 1 minuty wynosi około 20 litrów.
Praca serca w czasie jednego skurczu » 1 J.
Moc rozwinięta przez osobę dorosłą:
podczas normalnego chodzenia po płaskiej drodze przy lekkim wietrze 60-65 W;
podczas szybkiego marszu (7 km/h) po płaskiej drodze przy słabym wietrze – 200 W;
podczas jazdy na rowerze z prędkością 10 km/h przy bezwietrznej pogodzie – 40 W;
podczas jazdy na rowerze z prędkością 20 km/h przy spokojnej pogodzie – 320 W.
Parametry dźwięku człowieka
cichy szept ≈ 10 -9 W;
mowa przy normalnej głośności ≈ 7 * 10 -6 W;
maksymalna głośność ≈2 * 10 -3 W;
Częstotliwości, na które ucho jest najbardziej wrażliwe, to 1500–4000 Hz;
Zakres częstotliwości podczas normalnej rozmowy:
dla mężczyzn - 85-200 Hz;
dla kobiet - 160-340 Hz;
bas - 80-350 Hz;
baryton - 110-400 Hz;
tenor - 130-520 Hz;
sopran - 260-1050 Hz;
sopran koloraturowy – 330-1400 Hz.
bas ≈2,5 cm;
tenor ≈ 1,7-2 cm;
sopran ≈1,5 cm.
Prędkość dźwięku w tkankach ciała wynosi 1590-1600 m/s.
Rekordowa wysokość głosu żeńskiego (podczas śpiewu) to 2,35 kHz.
8) Zakres natężenia dźwięków odbieranych przez ucho ludzkie jest niezwykle duży: najsilniejsze dźwięki odbierane przez ucho (na progu bólu)
10-100 W/m 2, różnią się 10 13 -10 14 razy od najsłabszych, wciąż odbieranych dźwięków (o progu słyszalności ≈ 10 -12 W/m 2).
Parametry termiczne człowieka
Normalna temperatura ciała wynosi 36,7°C.
Temperatura poszczególnych części ciała:
czoło - 33,4°C;
dłonie – 32,8°C;
podeszwy stóp - 30,2 0 C.
Temperatura zamarzania (topnienia) krwi wynosi od -0,56 ° C do -0,58 0 C.
Ciepło właściwe krwi:
3,9 kJ/(kgkK);
0,93 cal/(gk°C).
Masa wody odparowującej z powierzchni skóry i płuc w ciągu doby wynosi 0,8-2,0 kg.
Najkorzystniejsza dla życia człowieka wilgotność względna powietrza wynosi 40-60%.
Napięcie powierzchniowe krwi wynosi 60 mN/m.
Parametry elektryczne człowieka
1) Specyficzna odporność tkanek organizmu:
mięśnie - 1,5 oma;
krew - 1,8 oma;
wierzchnia warstwa skóry (sucha) - 3,3k10 5 Ohm;
kość (bez okostnej) - 2k10 6 Ohm.
2). Stała dielektryczna:
krew - 85,5;
sucha skóra - 40-50;
kość - 6-10.
3) Opór elektryczny organizmu człowieka determinowany jest głównie przez opór powierzchniowej warstwy skóry (naskórka).
Opór ciała ludzkiego od końca jednej ręki do końca drugiej przy suchej, nienaruszonej skórze dłoni = 15 kOhm.
Natężenie prądu płynące przez ludzkie ciało, uważane za bezpieczne, wynosi do 1 mA.
Siła prądu przepływającego przez ciało człowieka, prowadząca do poważnych uszkodzeń ciała,
≈100 mA.
Bezpieczne napięcie elektryczne w wilgotnym pomieszczeniu wynosi -12 V.
Bezpieczne napięcie elektryczne w suchym pomieszczeniu wynosi -36 V.
Parametry optyczne człowieka
Czas zatrzymania powstałego wrażenia wzrokowego przez oko wynosi 0,14 s.
Średnica gałki ocznej osoby dorosłej wynosi 24-25 mm.
Odległość między źrenicami oczu („podstawa oczu”) u osoby dorosłej wynosi 55–72 mm.
Grubość twardówki wynosi 0,4-1,0 mm.
Grubość naczyniówki wynosi do 0,35 mm.
Grubość siatkówki wynosi 0,1-0,4 mm.
Średnica soczewki wynosi 8-10 mm.
Największa grubość soczewki wynosi 3,7-4,0 mm.
Współczynnik załamania soczewki wynosi ≈1,4.
Ogniskowa obiektywu wynosi ≈70 mm.
Moc optyczna soczewki u młodych ludzi wynosi od 19 do ≈ 33 D.
Współczynnik załamania cieczy wodnistej i galaretowatej cieczy wynosi -1,34.
Ciśnienie przejrzystego płynu wypełniającego oko wynosi ciśnienie wewnątrzgałkowe ≈104 kPa (= 780 mm Hg).
Średnica źrenicy:
w warunkach dużego oświetlenia dziennego - 2-3 mm;
przy słabym oświetleniu (0,01 luksa) - 6-8 mm.
Wymiary martwego punktu (owalny kształt) wynoszą od 1,5 do 2,0.
Liczba pręcików w siatkówce wynosi ≈130 milionów.
Liczba czopków w siatkówce wynosi ≈ 7 milionów.
Długość fali światła, na którą oko jest najbardziej wrażliwe, wynosi 555 nm (promienie żółto-zielone).
Moc optyczna całego oka wynosi ≈ 60 D.
Pole widzenia oka nieruchomego:
poziomo - około 160°;
w pionie - około 130°.
Minimalny rozmiar obrazu obiektu na siatkówce, przy którym postrzegane są oddzielnie dwa punkty obiektu, wynosi 0,002 mm.
Własne rozmiary
Warto znać swój wzrost i krok. Najprostszym sposobem zmierzenia na przykład przebytej odległości jest policzenie liczby kroków, ale w tym celu musisz znać wielkość swojego kroku.
Rozmiar stopnia określa się w następujący sposób: po zmierzeniu linii prostej na ziemi, powiedzmy 30 m, idą po niej normalnym tempem, licząc kroki. Dzieląc 30 przez wynikową liczbę kroków, otrzymasz średnią długość jednego kroku. Załóżmy, że 50 stopni mieści się na długości 30 m. Dzieląc 30 przez 50, otrzymujemy:
30:50 =0,6 m = 60 cm.
Jest to szerokość średniego stopnia. Aby przeliczyć odległość mierzoną w krokach na metry, należy pomnożyć liczbę kroków przez szerokość jednego stopnia wyrażoną w metrach. Na przykład z domu do sklepu jest 630 kroków. Długość kroku wynosi 0,6 m. Odległość w metrach wynosi 630 0,6 = 378 m.
Rozpiętość ramion danej osoby jest zwykle równa jego wzrostowi. Najczęściej wartości te pokrywają się, choć oczywiście możliwe są odchylenia. Dlatego warto również sprawdzić, mierząc, czy rozpiętość ramion odpowiada Twojemu wzrostowi.
W przypadku przybliżonych pomiarów małych ilości warto zapamiętać długość środkowego stawu palca wskazującego (ryc. 1), wielkość „ćwiartki” - odległość między końcami kciuka i małego palca rozłożonej dłoni (ryc. 2). Oczywiście wszystkie te metody są bardzo niedokładne, ale całkiem nadają się do szybkich przybliżonych pomiarów w rzeczywistych sytuacjach.
Narysuj odcinek równy 0,0001 km, a obok niego odcinek równy 0,1 Twojego zwykłego kroku. Ile w przybliżeniu kroków należy zrobić, aby przejść 1 km?
Ryż. 1
Ryc.2
Zadania jakościowe na temat: „Fizyka człowieka”
1. Na sofie.
Dlaczego wygodniej jest leżeć na sofie niż na desce?
2. Siła ludzka.
a) Jaka jest moc osoby ważącej 75 kg, która porusza się z normalną prędkością 5 km/h; z prędkością marszu 7 km/h?
B) Jaka jest moc zużywana podczas jazdy na rowerze (przy prędkościach 9 km/h i
18 km/h)?
c) Jaką moc uzyska osoba o masie 75 kg, która w ciągu 2 sekund wbiegnie po drabinie na wysokość 4 m?
3. Jak włączyć krzesło obrotowe?
Usiądź na krześle obrotowym tak, aby stopy nie dotykały podłogi. Trzeba obrócić się o 360°. Jak to zrobisz? Wyjaśnij swoją odpowiedź.
4. Parowanie wody w organizmie człowieka.
Ciało człowieka składa się w 65% z wody. Czy wyparowuje? Jak? Od czego zależy proces parowania? Na co to wpływa?
5. Człowiek na dnie oceanu powietrza.
Człowiek żyje na dnie oceanu powietrza. Dlaczego ludzie zwykle nie odczuwają ciśnienia atmosferycznego?
6. Jak człowiek oddycha?
Jakie znaczenie ma ciśnienie atmosferyczne w mechanizmie oddychania płucnego człowieka? Co się dzieje, gdy wdychasz i wydychasz powietrze?
7. O kolorach czarnym, białym i szarym.
a) Jaka jest różnica pomiędzy kolorem białym, czarnym i szarym?
b) Jak dana osoba rozpoznaje te kolory?
Wykonaj następujący eksperyment ze znajomymi i wyciągnij wnioski. W dobrze zaciemnionym pokoju wyświetl okrągły punkt z latarki na małym białym ekranie. Zgaś latarnię tak, aby widzowie tego nie zauważyli. Zamiast białego ekranu postaw czarny i wyświetl na nim ten sam punkt, zwiększając kilkukrotnie natężenie światła latarki. Widz nie zauważy wymiany ekranu i będzie myślał, że widzi stare miejsce na starym ekranie. Kiedy w pomieszczeniu zapala się światło, widz zauważa swój błąd i plama na ekranie nie wydaje się już biała, a jedynie jasna.
Dlaczego?
8. Uziemienie.
Połączenie elektryczne obiektu z ziemią nazywa się jego uziemieniem. Ładunki powstające na ciałach są izolowane od ziemi; po podłączeniu do niej trafiają do ziemi, ponieważ ze względu na swoje duże rozmiary w porównaniu do dowolnego ciała Ziemia ma również znacznie większą pojemność. Czy można mówić o uziemieniu człowieka?
9. Biopole człowieka.
W organizmie człowieka występują bioprądy i biopotencjały. Co to jest? Czy można je wykryć?
10. Względna czy bezwzględna wilgotność powietrza?
Co jest ważniejsze dla człowieka: wilgotność względna czy bezwzględna?
11. Niebezpieczny prąd elektryczny.
Każdy wie, jak niebezpieczny może być prąd elektryczny dla człowieka. Dla niego prąd 0,1 A jest śmiertelny. Prąd w okablowaniu pokojowym jest kilkakrotnie silniejszy niż 0,1 A.
Dlaczego nie zawsze uderza to w osobę?
12. Usiądź - wstań.
Kolya wykonywał poranne ćwiczenia. W pobliżu znajdowała się waga łazienkowa. Postanowił zrobić przysiady, wchodząc na wagę. Ku jego zaskoczeniu, gdy przykucnął, waga pokazała mniejszą wagę niż wtedy, gdy stał na niej spokojnie. Kola szybko wstał. Wręcz przeciwnie, waga pokazywała wzrost jego wagi. Kola powtórzył te ruchy jeszcze kilka razy. Wszystko wydarzyło się ponownie.
Dlaczego?
Odpowiedzi:
1 . Powierzchnia kontaktu ciała z sofą jest większa niż z deską.
2
. a) Około 60 W lub 
moc w koniach mechanicznych. Wraz ze wzrostem prędkości moc szybko rośnie - 200 watów.
b) Podczas jazdy na rowerze położenie środka ciężkości ciała zmienia się znacznie mniej niż podczas chodzenia, mniejsze jest także przyspieszenie nóg. Dlatego moc pobierana podczas jazdy na rowerze jest znacznie mniejsza: 30 W; 120 W.
c) 2 konie mechaniczne.
3. Musisz użyć rąk. Po obróceniu wyciągniętych ramion pod pewnym kątem w płaszczyźnie poziomej osoba sama odwraca się w przeciwnym kierunku. Kiedy ręce się zatrzymują, osoba również się zatrzymuje. Aby ponownie skręcić w tym samym kierunku, musisz przywrócić ręce do pierwotnej pozycji. Nie można tego zrobić, poruszając rękami w przeciwnym kierunku, ponieważ osoba również powróci do pozycji wyjściowej. Można jednak unieść ręce w płaszczyźnie pionowej, a następnie opuścić je w innej płaszczyźnie pionowej, tak aby znalazły się w pierwotnej pozycji względem osoby siedzącej na krześle. Osoba może obracać się wokół osi pionowej nieograniczoną liczbę razy.
4. W ciągu dnia człowiek, w zależności od rodzaju pracy, wyparowuje z powierzchni skóry i płuc od 800 do 2000 g lub więcej wody. Szybkość procesów parowania, a tym samym samopoczucie człowieka, w dużym stopniu zależy od wilgotności otaczającego powietrza. Długotrwałe przebywanie w gorącym powietrzu, obficie nasyconym parą wodną, komplikuje proces parowania i jednocześnie zaburza prawidłową wymianę ciepła w organizmie. Osoba czuje się ospała, a jej zdolność do pracy maleje.
5. Większość narządów i tkanek organizmu zawiera ciecze i gazy pod ciśnieniem w przybliżeniu równym ciśnieniu atmosferycznemu. Wyjątkami w tym zakresie są przestrzeń międzyopłucnowa klatki piersiowej, układ sercowo-naczyniowy, jamy wypełnione płynem mózgowo-rdzeniowym, a także jamy stawowe. Komunikacja tych jam z powietrzem zewnętrznym zakłóca normalne funkcjonowanie organizmu.
6. Podczas wdechu, w wyniku skurczu odpowiednich mięśni (międzyżebrowych i przepony), następuje objętościowe rozszerzenie klatki piersiowej. W tym przypadku ciśnienie powietrza w płucach staje się niższe niż ciśnienie atmosferyczne i pod wpływem tego ostatniego pewna objętość powietrza zewnętrznego dostaje się (jest zasysana) do płuc. Następnie mięśnie się rozluźniają, objętość klatki piersiowej zmniejsza się, ciśnienie powietrza w płucach staje się wyższe od ciśnienia atmosferycznego i część powietrza z płuc zostaje wyrzucona na zewnątrz. Następuje inhalacja. Klatka piersiowa może rozszerzać się jednocześnie w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach: pionowym, poprzecznym i przednio-tylnym.
7. a) Powierzchnie bardzo wielu ciał równomiernie rozpraszają promienie ze wszystkich obszarów widma widzialnego. Te z nich, które rozpraszają dużą część padającego na nie światła, nazywane są białymi. Biały papier lub kreda rozpraszają aż do 90% spadającej na nie energii. Powierzchnie, które bardzo słabo rozpraszają promienie, nazywane są czarnymi. Czarny papier fotograficzny rozprasza jedynie około 5% padającego na niego światła. Powierzchnie o pośrednim stopniu rozproszenia wydają nam się szare. Zatem różnica pomiędzy bielą, szarością i czernią nie jest jakościowa, a jedynie ilościowa, b) Kolory rozpoznawane są jedynie w porównaniu z otaczającym oświetlonym tłem.
8 Ciało ludzkie jako całość jest przewodnikiem, zatem osoba stojąca na ziemi przewodzi w nim ładunki elektryczne, z którymi może się zetknąć. Kontakt człowieka z ziemią w takich warunkach nazywany jest także uziemieniem. Jeżeli przez osobę przepływają znaczne ładunki elektryczne (lub znaczny prąd elektryczny), może to mieć niebezpieczne konsekwencje dla zdrowia.
9 . Wzbudzeniu dowolnego narządu ludzkiego ciała towarzyszy pojawienie się prądów działania. Wzbudzone miejsce narządu jest zawsze elektroujemne w stosunku do miejsc spoczynkowych. Pomiędzy obszarami wzbudzonymi i niewzbudnymi powstaje pewna różnica potencjałów i przepływają prądy. Te różnice potencjałów są niewielkie, a opór tkanek organizmu duży. Dlatego bioprądy są bardzo słabe - około 10 -6 A i mniej. Ich wykrywanie jest możliwe przy użyciu czułych galwanometrów. Biopotencjały powstają w komórkach, tkankach i narządach w wyniku nierównomiernego rozmieszczenia jonów K + , Na + , C ++ , Mg ++ , a także CL - - w protoplazmie komórek i płynie otaczającym komórkę. Dzieje się tak na skutek procesów metabolicznych zachodzących w żywych komórkach. Biopotencjały odzwierciedlają stan funkcjonalny narządów i tkanek w stanach normalnych i patologicznych, co wykorzystuje się w diagnostyce chorób. Powszechne metody rejestracji potencjałów serca – elektrokardiografia, mózgu – elektroencefalografia, obwodowych pni nerwów i mięśni – elektromiografia.
10 . W różnych przypadkach ważna może być zarówno wilgotność bezwzględna, jak i względna. Przykładowo parowanie wody z powierzchni skóry zależy od wilgotności względnej, zatem im większa jest różnica pomiędzy wilgotnością bezwzględną i maksymalną (ilość pary na gram nasycającej 1 m 3 powietrza w danej temperaturze), tym szybsze parowanie występuje. Rozważając parowanie wody przez płuca, należy wziąć pod uwagę wilgotność bezwzględną powietrza, gdyż z płuc wydychane jest powietrze niemal całkowicie nasycone parą wodną, o temperaturze około 30°C. Ilość pary wodnej, którą powietrze nasyci się w płucach, zależy oczywiście od wilgotności bezwzględnej wdychanego powietrza. Za normalną dla życia człowieka uważa się atmosferę o wilgotności względnej od 40 do 60%.
11. Natężenie prądu w sieci oświetleniowej sięga 0,5 A, ale tylko do momentu włączenia ciała ludzkiego do obwodu. Włączenie tego ostatniego znacznie zmniejsza siłę prądu, ponieważ rezystancja naszego ciała jest bardzo wysoka: waha się od 100 do kilkudziesięciu tysięcy omów. Wprowadzenie tak znacznego oporu do obwodu w naturalny sposób zmniejsza natężenie w nim prądu, a prąd staje się prawie nieszkodliwy dla organizmu. Czasami nawet 5000 V nie powoduje szkody dla człowieka - opór ludzkiego ciała jest czasami tak duży. Ale zmienia się w zależności od wielu powodów, których nie można przewidzieć: wilgotności, wielkości ciała, a nawet naszego nastroju, więc napięcie w sieci elektrycznej, które dziś jest nieszkodliwe, jutro może być śmiertelne.
12. Ciało Kolyi częściowo doświadczyło zjawiska nieważkości (podczas szybkiego przysiadu) i przeciążenia (podczas szybkiego wznoszenia ciało wywiera większy nacisk na podporę).
OCENA BŁĘDU
PRZY POMIARACH FIZYCZNYCH
ROZMIAR
Zmierzyć wielkość fizyczną oznacza porównanie jej za pomocą przyrządów pomiarowych z wielkością jednorodną przyjmowaną jako jednostka i ocenę stopnia jej przybliżenia do wartości prawdziwej.
Obecnie powszechnie przyjęty System Międzynarodowy (SI), który opiera się na siedmiu podstawowych jednostkach:
długość - metr (m);
masa - kilogram (kg);
czas - sekunda (s);
prąd elektryczny - amper (A);
temperatury - kelwiny (K);
natężenie światła - kandela (cd);
ilość substancji - mol.
Aby zapewnić jednolitość pomiarów fizycznych, stworzono międzynarodowe standardy dla każdej z podstawowych jednostek SI.
Jeśli używają wielkości będących wielokrotnościami jednostek podstawowych, używają odpowiednich przedrostków zaczerpniętych ze starożytnego języka greckiego; jeżeli stosuje się wielkości podporządkowane jednostkom podstawowym, stosuje się odpowiednie przedrostki zaczerpnięte z języka łacińskiego.
Pomiary dzielimy na bezpośrednie i pośrednie. Pomiar bezpośredni to taki, którego wynik można odczytać ze skali przyrządu. Pomiar pośredni to pomiar, w którym wynik ustala się na podstawie obliczeń.
Prawdziwej wartości zmierzonej wartości nie można określić z wielu powodów, a przede wszystkim z powodu ograniczonej reprodukcji wzorca. Ogrom A uważa się za zmierzone, jeśli wskazana jest nie tylko sama wartość A zmiana , ale także granicę jej błędu bezwzględnego ∆A
A = A zmiana , ±∆A
O jakości pomiarów decyduje błąd względny ε:
ε = *100%.
Na błąd pomiaru bezpośredniego ∆A składa się błąd przyrządu pomiarowego ∆A inc oraz błąd odczytu licznika ∆A:
∆A = ∆A plus + ∆A liczba
Błąd odczytu jest równy, a raczej nie większy niż połowa podziałki skali:
∆ Zysk =
Gdzie A- cena podziału skali.
Wykonując powtarzane pomiary wielkości fizycznej, uzyskuje się nieco inne wyniki. W takim przypadku za wynik pomiaru należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników poszczególnych pomiarów:
Część eksperymentalna
Praca laboratoryjna nr 1
OKREŚLENIE OBJĘTOŚCI I GĘSTOŚCI TWOJEGO CIAŁA.
Cel pracy: naucz się określać gęstość i objętość swojego ciała.
Postęp prac:
1. Zmierz średnią długość ℓ (m) i szerokośćB (m) łazienki w Twoim mieszkaniu.
2. Do wanny wlej ciepłą wodę i zaznacz ołówkiem jej poziom.
3. Zanurz się w wodzie i zaobserwuj jej nowy poziom. Zmierz wysokość podnoszenia
woda ∆ H (M).
4. Znajdź objętość wypartej wody, a co za tym idzie objętość ciałaV T(wyłączając
objętość głowy): V T =ℓ * B * ∆ H.
Kształt wanny może znacznie różnić się od równoległościanu, dlatego objętość wypartej wody można dokładniej określić eksperymentalnie, dodając wodę wiadrem (butelką po napoju lub innym pojemniku o znanej objętości) do zaznaczonego znaku.
5. Aby uwzględnić objętość głowy, zmierz średnicę głowyD(M) i biorąc pod uwagę, że jest to kula, oblicz objętość:
V G = π D 3
6. Oblicz całkowitą objętość swojego ciała (m3): V ogólnie = V T + V G
7. Zmierz masę ciała m(kg) za pomocą skali.
8. Znajdź gęstość ρ(kg/m3) swojego ciała: =
Zadanie dodatkowe:
Porównaj gęstość swojego ciała z gęstością wody i odpowiedz na pytania:
Dlaczego człowiek może pozostać na powierzchni bez poruszania się?
Dlaczego łatwiej jest pływać w wodzie morskiej?
Praca laboratoryjna nr 2
OKREŚLENIE ŚREDNIEJ DŁUGOŚCI KROKU.
Cel pracy: naucz się określać średnią długość swojego kroku.
Praca laboratoryjna nr 3
OKREŚLENIE SIŁY CIŚNIENIA ATMOSFERY NA TWOJE CIAŁO
Cel pracy: Naucz się określać siłę ciśnienia atmosferycznego na Twoje ciało.
Sprzęt: barometr, waga podłogowa, stadiometr.
F atm = p atm * S.
Wypełnij tabelę:
o godz., Pa
Praca laboratoryjna nr 4
„Wyznaczanie siły ramion podczas wykonywania ćwiczeń na drążku poziomym.”
Zawieś przez chwilę drążek na siłowni jedną ręką, poczuj napięcie mięśni ramienia.
Zmierz swoją masę ciała na wadze T i obliczyć grawitację FT (H) działający na to.
Aby określić objętość ciała V na ogół korzystają z wyników już wykonanej pracy.
Znajdź siłę wyporu F a (H), działając na twoje ciało z powietrza:
gdzie ρ = 1,3 kg/m 3 - gęstość powietrza i pokaż, że siła wyporu powietrza jest nieco większa niż 0,1% siły ciężkości działającej na ciebie, a zatem F A jest zwykle zaniedbywane.
5. Znajdź siłę F p, z jaką Twoja ręka działa na poprzeczkę:
fa p = f t -fa za fa t
Wypełnij tabelę:
ton, kg
Praca laboratoryjna nr 5
„Pomiar mocy powstałej podczas wchodzenia po schodach”.
Sprzęt: waga na sznurku, stoper, waga łazienkowa, taśma miernicza.
Po opuszczeniu ciężarka na mocnym sznurze w dół po schodach, zrób na nim znak, gdy ciężar dotrze do podłogi pierwszego piętra. Zmierz wysokość schodów h(m).
Do określenia czasu użyj stopera T(c) zajęło Ci wejście po schodach.
Zmierz masę ciała M(kg).
Oblicz moc N(W) powstały podczas wynurzania:
Wypełnij tabelę:
h(m)Obrona i dyskusja wyników badań.
Studenci mają obowiązek zaprezentować wyniki badań parametrów fizycznych swojego ciała. Przeanalizuj wyniki. Przygotuj obronę części teoretycznej pracy na jedną z prac laboratoryjnych.
Konkurs projektów naukowych dla uczniów
w ramach regionalnej konferencji naukowo-praktycznej „Eureka”
Mała Akademia Nauk dla Studentów Kubania
Badanie parametrów mechanicznych człowieka.
Sekcja: „Fizyka”
Eremenko Marina Yurievna, 11 klasa,
Miejska placówka oświatowa szkoła średnia nr 5, rejon Korenovsky,
Sztuka. Platnirowska.
Opiekun naukowy:
Kołomieć Natalia Leonidowna,
Nauczyciel fizyki, Miejskie Gimnazjum nr 5
Dzielnica miejska dzielnica Korenovsky,
Sztuka. Platnirowska.
Korenowsk
Praca wykonana przez: studenta
11 klasa Miejska placówka oświatowa Gimnazjum nr 5
Dzielnica miejska Rejon Korenovsky
Marina Eremenko Yurievna
Strona ze spisem treści
Wprowadzenie……………………………………………………………………………...2
Gęstość ciała ludzkiego………………………………………………………… .......3
Część teoretyczna…………………………………………………..3
Część praktyczna…………………………………………………..…..3
Wyznaczanie gęstości kilku ciał
Szybkość reakcji człowieka…………………………………………………………….………….4
Część teoretyczna………………………………………………………..4
Część praktyczna…………………………………………………5
Wyznaczanie czasu reakcji człowieka…………………………………..5
Porównanie szybkości reakcji dwóch osób……………………….…….6
Porównanie czasu reakcji kierowcy…………………………….….7
Pojemność życiowa płuc człowieka……………………………………………………………….……..8
Część teoretyczna……………………………………………………………..8
Część praktyczna…………………………………………………………….………...…..10
Oznaczanie pojemności życiowej płuc metodą teoretyczną…..…10
Określenie pojemności życiowej płuc
Zakończenie…………………………………………………………………………………...……11
Zastosowania……………………………………………………………………………....14
„Badanie parametrów mechanicznych człowieka”
Praca wykonana przez: studenta
11 klasa Miejska placówka oświatowa Gimnazjum nr 5
Dzielnica miejska Rejon Korenovsky
Marina Eremenko Yurievna
Wstęp.
Na lekcjach szkolnych omawiane są prawa fizyki głównie w obiektach nieożywionych. Ale badanie przejawów praw fizyki w ludzkim ciele z pewnością odgrywa ważną rolę. Wyjaśnienie poszczególnych procesów zachodzących w organizmach żywych na podstawie praw fizycznych pomoże ustalić związki przyczynowo-skutkowe w przyrodzie ożywionej i nieożywionej, ujawnić jedność otaczającego świata, pokazać jedność praw natury i zastosowanie praw fizyki do organizmów żywych.
Temat tej pracy „Badanie parametrów mechanicznych człowieka”.
Obiekt badania: Prawa fizyki w organizmie człowieka.
Przedmiot badania: Parametry mechaniczne człowieka: objętość i gęstość ciała, czas reakcji człowieka, pojemność życiowa płuc.
Cel tej pracy: określenie niektórych parametrów mechanicznych człowieka, poznanie zależności parametrów mechanicznych określonych praktycznie od indywidualnych cech człowieka (wiek, zawód, styl życia, samopoczucie itp.), ustalenie znaczenia te parametry życia ludzkiego.
Baza źródłowa do przeprowadzenia badania to:
Materiał teoretyczny na temat manifestacji praw fizyki w organizmie człowieka;
Wyniki prac praktycznych nad określeniem niektórych parametrów mechanicznych organizmu człowieka.
W trakcie badania postawiono następujące pytania: zadania:
Studiuj i analizuj materiał teoretyczny na temat przejawów praw fizyki w organizmie człowieka;
Przeprowadzić pracę praktyczną w celu określenia niektórych parametrów mechanicznych ciała ludzkiego;
Analizować i przetwarzać wyniki pomiarów praktycznych niezbędnych do określenia parametrów mechanicznych człowieka;
Podsumuj wyniki badania i wyciągnij wnioski na temat zależności parametrów mechanicznych człowieka od jego indywidualnych cech.
W pracy wykorzystano następujące badania naukowe: metody badania:
Analiza i przetwarzanie materiału teoretycznego dotyczącego zastosowania praw fizyki do organizmu ludzkiego (zastosowanie praw mechaniki do określenia parametrów mechanicznych człowieka);
Przeprowadzanie eksperymentów i przeprowadzanie praktycznych pomiarów w celu określenia parametrów mechanicznych człowieka;
Analiza i przetwarzanie uzyskanych eksperymentalnie wyników pomiarów;
Podsumowanie wyników badań i wnioski.
„Badanie parametrów mechanicznych człowieka”
Praca wykonana przez: studenta
11 klasa Miejska placówka oświatowa Gimnazjum nr 5
Dzielnica miejska Rejon Korenovsky
Marina Eremenko Yurievna
Gęstość ciała ludzkiego.
Część teoretyczna.
Teraz o mężczyźnie. Wiadomo, że ogólnie gęstość ciała ludzkiego jest bardzo zbliżona do gęstości wody, ponieważ człowiek składa się z niej w 60-90%. * (* - odniesienie do literatury.)
Średnia gęstość ciała ludzkiego w różnych źródłach waha się od 870 do 1120 kg/m3
Nie ma dokładnej liczby, ponieważ gęstość każdej osoby jest inna i zależy od cech indywidualnej struktury, a także od objętości powietrza w płucach.
Uważa się również, że osoba pulchna ma mniejszą gęstość, osoba muskularna ma większą gęstość; ponieważ gęstość właściwa tłuszczu wynosi 0,918 g/cm3, a gęstość mięśni 1,049 g/cm3
Najczęściej przyjmuje się, że średnia gęstość ciała człowieka wynosi 1036 kg/m3.
Część praktyczna.
Określenie gęstości ciała kilku osób i porównanie uzyskanych wyników.
Obliczamy gęstość osoby za pomocą wzoru:
,
gdzie m jest jego masą, V jest objętością uzyskaną doświadczalnie.
Kształt wanny nie jest równoległościanem, ale ponieważ kształty różnych modeli wanien są podobne, błędy pomiaru będą w przybliżeniu równe, co oznacza, że błędy te nie będą miały wpływu na czystość eksperymentu.
Gęstość ciała zależy od płci (średnia gęstość ciała u chłopców jest większa niż u dziewcząt), od trybu życia (gęstość ciała u sportowców jest większa. Należy zauważyć, że widoczna jest zależność gęstości ciała od wybranej dyscypliny sportowej). ) (patrz załącznik nr 1, tabela nr 2.) .
„Badanie parametrów mechanicznych człowieka”
Praca wykonana przez: studenta
11 klasa Miejska placówka oświatowa Gimnazjum nr 5
Dzielnica miejska Rejon Korenovsky
Marina Eremenko Yurievna
Szybkość reakcji człowieka.
Część teoretyczna.
Od wystąpienia bodźca do momentu reakcji zawsze upływa pewien czas, po którym aktywują się mięśniowe mechanizmy reakcji, których prędkość zależy już od szybkości ruchów ciała. Czas opóźnienia zależy od tempa metabolizmu i jest cechą indywidualną każdego organizmu. Nie można go trenować, ponieważ nie da się zwiększyć szybkości przekazywania impulsów nerwowych.
Szybkość reakcji człowieka zależy od pracy układu nerwowego i szybkości pracy mięśni.
U człowieka średni czas reakcji na sygnał wzrokowy wynosi 0,1–0,3 sekundy. (Patrz Załącznik nr 2.).
Czas reakcji jest najważniejszą cechą ludzkiego organizmu. Co dziwne, cechy przywódcze danej osoby zależą również od czasu reakcji. Jedną z najważniejszych cech kierowcy jest czas reakcji na zmiany warunków drogowych. Czas reakcji to czas od pojawienia się sygnału wizualnego lub dźwiękowego o zmianie sytuacji do chwili odpowiedniej reakcji kierowcy. Np. czas do naciśnięcia pedału hamulca lub skrętu kierownicą od momentu pojawienia się sygnału. Reakcja jest różna w zależności od osoby. Na przykład czas reakcji jest jedną z najważniejszych cech kierowców; czas reakcji większości kierowców waha się od 0,5 do 2,0 s.
W badaniu policji drogowej i Ministerstwa Spraw Wewnętrznych stosuje się dokładniejsze formuły i metody w celu określenia czasu reakcji kierowcy. Jednak najczęściej, analizując wypadek, ważniejsze jest, aby eksperci znali czas rozpoczęcia hamowania lub drogę hamowania, w tym przypadku
Według normy czas reakcji kierowcy wynosi 0,8 s.
Oczywiście zawsze pożądane jest, aby czas reakcji był jak najkrótszy (co odpowiada większej szybkości reakcji), ponieważ hamowanie samochodu rozpoczyna się właściwie dopiero po upływie tego czasu.
Jeśli np. samochód jedzie z prędkością 90 km/h, to w ciągu 1 sekundy przejedzie 25 m. Zatem jeśli czas reakcji kierowcy wynosi 1 s, to przez 25 m samochód nie uruchomi nawet hamulców. ! Zatem „koszt” zaledwie jednej dziesiątej sekundy w tym przykładzie wynosi 2,5 m ruchu samochodu. (patrz załącznik nr 3.), co może kosztować życie osoby przechodzącej przez jezdnię, która jego zdaniem widzi samochód z wystarczającej odległości.
Część praktyczna.
Wyznaczanie szybkości reakcji człowieka.
Asystent przyciska pionową linijkę do ściany tak, aby znajdujące się na niej wycięcie pokrywało się ze znakiem na ścianie.
Następnie odwracając uwagę uczestnika eksperymentu, pozwala linijce opadać swobodnie. Uczestnik musi jak najszybciej powstrzymać władcę przed upadkiem.
Asystent zaznacza nowe położenie nacięcia linijki i mierzy jego lot (h), tj. odległość między znakami na ścianie.
Szybkość reakcji oblicza się ze wzoru: t=,
gdzie to przyspieszenie swobodnego spadania równe 9,8 m/s, t to prędkość reakcji, s to odległość pomiędzy znakami na ścianie (patrz Załącznik nr 4).
Analiza uzyskanych wyników:
Znak „-” oznacza, że uczestnik eksperymentu nie zdążył zatrzymać linijki, zanim dotknęła ona podłogi. Liczba uczestników z powolną reakcją wyniosła 70%.
Porównanie szybkości reakcji dwóch osób.
Pierwszy partner stoi naprzeciwko i ustawia otwartą dłoń tak, aby drugi mógł wygodnie uderzyć ją dłonią. Drugi partner uderza w dłoń pierwszego w losowych momentach. Zadaniem pierwszego jest usunięcie dłoni (jeden punkt), zadaniem drugiego jest trafienie (jeden punkt), jeśli jedno lub drugie nie powiedzie się, 0 punktów. Wynik zostaje zachowany (największa liczba punktów to najlepsza szybkość reakcji). Następnie partnerzy się zmieniają. (Patrz Załącznik nr 5.)
Analiza uzyskanych wyników:
Szybkość reakcji danej osoby (patrz Załącznik nr 5) zależy od indywidualnych cech partnerów.
Dla niektórych uczestników eksperymentu (Vitya) szybkość reakcji nie zależy od charakterystyki źródła sygnału (indywidualna charakterystyka partnera); dla innych (Marina, Vadik, Kirill) szybkość reakcji zależy od charakterystyki źródła sygnału; dla jeszcze innych (Sasza) szybkość reakcji jest zawsze niższa, niezależnie od charakterystyki źródła sygnału (zawsze mniejsza niż partnera).
Zatem, zgodnie z wynikami eksperymentu, uczestnik Vitya ma maksymalną prędkość reakcji. Marina, Vadik, Kirill - mają dobrą szybkość reakcji, ale zależy to od charakterystyki źródła sygnału, co oznacza, że nie we wszystkich przypadkach można oczekiwać od tych uczestników odpowiedniej szybkości reakcji (na przykład Vitya zareaguje natychmiast, hamując zarówno na czerwone światło, jak i na kogoś, kto niespodziewanie przebiegnie czyjąś ulicę. Marina, Vadik, Kirill - zareagowawszy natychmiastowo na czerwone światło, mogą nie zareagować natychmiast na osobę biegnącą przez ulicę.)
Za pomocą tej metody można określić maksymalną, średnią, minimalną szybkość reakcji bez osobnego pomiaru szybkości reakcji każdego uczestnika eksperymentu, ale poprzez porównanie uzyskanych wyników.
Czas reakcji kierowcy.
Głównym zadaniem eksperymentów jest pomiar drogi hamowania i obliczenie prędkości reakcji kierowcy za pomocą specjalnej tabeli. Nie powinno to jednak zakłócać ruchu ulicznego. Z uwagi na ten problem konieczne było dobranie terminu przeprowadzenia eksperymentów. (Było to głównie wczesnym rankiem, kiedy na wybranym obszarze nie było ruchu). Dodatkowym problemem było to, że z różnych powodów nie można było przeprowadzić wszystkich eksperymentów tego samego dnia, a warunki pogodowe mogły mieć wpływ na stan nawierzchni drogi, a co za tym idzie na dokładność eksperymentów. Mając to na uwadze, wszystkie doświadczenia przeprowadzono w podobnych warunkach pogodowych (nawierzchnia drogi powinna być sucha). Pomiary przeprowadzono trzykrotnie, a średnią arytmetyczną z trzech wyników wpisano do tabeli.
Czystość pomiarów w eksperymentach komplikował fakt, że każdy kierowca brał udział w eksperymencie na własnym pojeździe (różne parametry techniczne i możliwości). Okoliczności tej nie dało się zmienić, gdyż każdy kierowca był przyzwyczajony do prowadzenia własnego pojazdu i przesiadka na inny mogła spowodować jeszcze bardziej znaczącą różnicę w warunkach eksperymentalnych dla każdego kierowcy (patrz Załącznik nr 7, Tabela nr 1).
Te same eksperymenty przeprowadzono po zmianie stanu kierowcy (patrz Załącznik nr 7, Tablica nr 2).
Badając ruchy człowieka, mierzą:
1.ilościowe wskaźniki stanu mechanicznego organizmu
2.funkcje motoryczne organizmu
3. charakter samych ruchów.
Rejestrowane są cechy biomechaniczne ciała: wymiary, proporcje, rozkład masy, ruchomość w stawach itp., ruchy całego ciała i jego części (ogniwa).
Charakterystyka biomechaniczna - są to miary stanu mechanicznego biosystemu i jego zmian (zachowania).
Charakterystyka ilościowa mierzone lub obliczane; mają wartość liczbową i wyrażają związek jednego środka z drugim (prędkość jest przykładem związku pomiędzy przebytą drogą a spędzonym na niej czasem). Badając cechy ilościowe, podają definicję (co to jest) i ustalają metodę pomiaru (czym się to mierzy).
Charakterystyka jakościowa są zwykle opisywane werbalnie, bez dokładnej miary ilościowej (na przykład napięty, swobodny, gładki, gwałtowny).
CHARAKTERYSTYKA KINEMATYCZNA
Kinematyka ruchów człowieka określa geometrię (postać przestrzenną) ruchów i ich zmiany w czasie (charakter) bez uwzględnienia mas i działających sił. Ogólnie rzecz biorąc, daje jedynie zewnętrzny obraz ruchów. Przyczyny występowania i zmiany ruchów (ich mechanizm) ujawnia dynamika.
Charakterystyka kinematyczna ciała człowieka i jego ruchy- są to miary położenia i ruchu człowieka w przestrzeni i czasie: przestrzenne, czasowe i czasoprzestrzenne.
Charakterystyka kinematyczna umożliwia porównanie wymiarów ciała i jego części, a także cech kinematycznych ruchów u różnych sportowców. Indywidualizacja techniki zawodników i poszukiwanie optymalnych dla nich cech ruchowych w dużej mierze zależą od uwzględnienia tych cech.
Systemy odniesienia odległości i czasu
Ruchy człowieka i sprzętu sportowego można mierzyć jedynie poprzez porównanie ich położenia z pozycją ciała wybranego do porównania (ciała referencyjnego), czyli wszystkie ruchy uważa się za względne.
Układ odniesienia (odległości ) - umownie wybrany korpus sztywny, względem którego wyznaczane jest położenie innych ciał w różnych momentach czasu.
Nie ma na świecie ciał całkowicie nieruchomych; wszystkie ciała się poruszają. Ale niektóre z nich poruszają się w taki sposób, że zmiany ich prędkości (przyspieszenia) są nieistotne dla rozwiązania tego problemu i można je pominąć - są to inercyjne układy odniesienia. Ciałami takimi są Ziemia i ciała z nią nieruchomo połączone (ścieżka, tor narciarski, aparatura gimnastyczna). W takim układzie na ciała w spoczynku nie działają siły; Oznacza to, że żaden ruch w nim nie rozpoczyna się bez działania siły.
Inne ciała poruszają się z przyspieszeniami, które w istotny sposób wpływają na rozwiązanie tego problemu - są to nieinercyjne układy odniesienia (płóza ślizgowa, pierścienie wahadłowe) 1. W takich przypadkach metody obliczania i wyjaśniania cech ruchów są już różne, co należy wziąć pod uwagę.
Początek i kierunek pomiaru odległości są powiązane z ciałem odniesienia i ustalane są jednostki odniesienia. Aby dokładnie określić wynik sportowy, regulamin zawodów określa, w którym miejscu (punkcie odniesienia) dokonuje się liczenia (na poziomie wiązań narciarskich, w wystającym miejscu klatki piersiowej sprintera, przy tylnej krawędzi znaku skoczka, itp.).
Poruszające się ciało traktowane jest albo jako punkt materialny, którego położenie jest określone, albo jako punkty odniesienia (pewny punkt na ciele człowieka). W przypadku ruchu obrotowego wybierz linię odniesienia. Do opisu (zadanie)
ruchy wykorzystują metody naturalne, wektorowe i współrzędne.
W metodzie naturalnej położenie punktu – współrzędna łuku l – liczy się od początku 0, wybranego na znanej wcześniej trajektorii (rys. I, A). W metodzie wektorowej położenie punktu wyznacza się za pomocą wektora promienia G(ryc. 1, B), narysowane od środka 0 danego układu współrzędnych do punktu zainteresowania (A).
Ryż. 1.
System odniesienia odległości:
A - naturalny,6 - wektor, V I G- współrzędne prostokątne: in - na płaszczyźnie, G- W kosmosie
Przy metodzie współrzędnych prostokątnych (na płaszczyźnie i w przestrzeni) za początek przyjmuje się punkt przecięcia wzajemnie prostopadłych osi współrzędnych O (początek współrzędnych) (rys. 1, c, d). Aby określić położenie określonego punktu A(punkt odniesienia) względem początku, znajdź jego rzut (A, A Na , A 7 ) na osi współrzędnych. Odległości od początku do rzutów tych punktów na osie współrzędnych (współrzędne w przestrzeni: OA DO - odcięta, O/4 U - rzędna i OA 7 -applicate) określa położenie punktu A w tym układzie odniesienia 0 xy7. Kiedy punkt A porusza się w przestrzeni, zmieniają się wartości liczbowe współrzędnych.
Ustaw jednostki odległości - liniowe i kątowe. Międzynarodowy układ jednostek (SI) jest systemem podstawowym.
jednostką liniową jest metr (m), jego wielokrotnością jest kilometr (1 km = 1000 m), podjednostką jest centymetr (1 cm = 0,01 m), milimetr (1 mm = 0,001 m) itd. 1. Stosowane są następujące jednostki kąta: a) stopień, minuta, sekunda – przy pomiarze kątów (okrąg = 360°, stopień = 60”, minuta = 60”); b) obrót - z przybliżoną liczbą obrotów wokół osi (obrót = 360°, pół obrotu = 180° itd.); c) radian (do obliczeń przy użyciu wzorów) - kąt zawarty pomiędzy dwoma promieniami okręgu, zakreślający na okręgu łuk o długości równej promieniowi (radian = 57° 17 44",8"; 1° = 0,01745 rad. ).
Systemy rozrządu
System odniesienia czasu obejmuje określone pochodzenie i jednostki odniesienia.
Za początek liczenia czasu przyjmuje się: a) północ – we wszystkich instytucjach, w transporcie, w przedsiębiorstwach komunikacyjnych itp.; b) północ i południe – w zwykłych, codziennych warunkach oraz c) sędziowanie czasu („stopery do zera”) – w warunkach zawodów. W biomechanice za początek czasu przyjmuje się zwykle albo moment rozpoczęcia całego ruchu lub jego części, albo moment rozpoczęcia obserwacji ruchu. Podczas jednej obserwacji stosowany jest tylko jeden system odniesienia czasowego.
Za jednostkę czasu przyjmuje się sekundę (s; 60 s = 1 min; 60 min = 1 godzina), a także ułamki sekundy - dziesiąte, setne, tysięczne (milisekunda). Kierunek przepływu czasu w rzeczywistości wiedzie od przeszłości do przyszłości. Studiując ruch, możesz odliczać czas w przeciwnym kierunku - do przeszłości (0,02 s przed uderzeniem; 0,05 s przed opuszczeniem podpory przez nogę itp.).
Charakterystyka przestrzenna
Charakterystyki przestrzenne umożliwiają określenie pozycji, np. pozycji początkowej ruchu i pozycji końcowej (wg współrzędnych) oraz ruchów (wzdłuż trajektorii).
Ruchy człowieka można badać, rozważając jego ciało (w zależności od zadań) jako punkt materialny, jako jedno ciało stałe lub jako układ ciał.
Ciało ludzkie uważa się za punkt materialny, gdy ruch ciała jest znacznie większy niż jego rozmiar (jeśli nie bada się ruchów części ciała i jego rotacji).
Ciało ludzkie utożsamiane jest z ciałem stałym wtedy, gdy nie można uwzględnić wzajemnych ruchów jego ogniw i deformacji tkanek, gdy istotne jest uwzględnienie jedynie jego wielkości, położenia w przestrzeni i orientacji (w szczególności gdy badanie warunków równowagi i rotacji ciała w stałym położeniu).
Ciało ludzkie jest badane jako układ ciał, gdy inne są ważne
oraz cechy ruchów części ciała, które wpływają na wykonywanie czynności motorycznych.
Dlatego też, określając podstawowe cechy przestrzenne ruchów człowieka (współrzędne i trajektorie), z góry wyjaśniają, do jakiego obiektu materialnego (punktu, ciała, układu ciał) utożsamiane jest w tym przypadku ciało ludzkie.
Współrzędne punktu, ciała i układu ciał
Współrzędne punktu- jest to przestrzenna miara położenia punktu względem układu odniesienia. Położenie punktu określa się poprzez pomiar na przykład jego współrzędnych liniowychuh, l-y, g 2; wzór na wymiar: [l]= b.
Współrzędne określają, gdzie znajduje się badany punkt (na przykład punkt odniesienia na ciele człowieka) względem początku. Jak wiadomo, położenie punktu na prostej wyznacza jedna współrzędna, na płaszczyźnie dwie, a w przestrzeni trzy współrzędne. Położenie ciała sztywnego w przestrzeni można określić na podstawie współrzędnych jego trzech punktów (nie leżących na tej samej prostej). Można także określić położenie jednego z punktów ciała (poprzez jego współrzędne liniowe) oraz orientację ciała względem układu odniesienia (poprzez współrzędne kątowe).
Położenie układu ciał (ogniw ciała człowieka), który może zmieniać swoją konfigurację (wzajemne rozmieszczenie ogniw), wyznacza położenie każdego ogniwa w przestrzeni (ryc. 2, a). Wygodnie jest używać współrzędnych kątowych (ryc. 2.6), np. kątów stawów, i na ich podstawie ustalać pozycję ciała jako względną, położenie jego połączeń. Niemal często łączą one: 1) określenie położenia dowolnego punktu (na przykład ogólnego środka masy ciała lub punktu podparcia); 2) określenie położenia (wzajemnego układu ogniw), 3) określenie orientacja ciała (wzdłuż linii odniesienia, prowadzonej w ciele).
Studiując ruch, musisz określić: 1) pozycję początkową, od której rozpoczyna się ruch 2; 2) położenie końcowe, w którym kończy się ruch; 3) seria natychmiastowych (ciągle zmieniających się) pozycji pośrednich, jakie przyjmuje ciało podczas ruchu.
Materiał filmowy z dowolnego ćwiczenia pokazuje właśnie takie pozycje. W mechanice opisz ruch (znajdź prawo ruchu) - Oznacza w dowolnym momencie określić położenie dowolnego punktu układu. Innymi słowy, aby w dowolnym momencie określić współrzędne punktów lub linii odniesienia zaznaczonych na ciele, wzdłuż których bada się jego ruch w przestrzeni.
Trajektoria punktu
Trajektoria punktu- jest to przestrzenna charakterystyka ruchu: miejsce geometryczne położeń poruszającego się punktu w rozważanym układzie odniesienia. O trajektorii decyduje jej długość, krzywizna i orientacja w przestrzeni, a także ruch punktu.
Trajektoria to linia ciągła, wyimaginowany ślad poruszającego się punktu 1: daje przestrzenny wzór ruchu punktu (ryc. 3). Odległość wzdłuż trajektorii pokazuje, jaka jest ścieżka punktu 2: = b-
W ruchu prostoliniowym (jego kierunek się nie zmienia) (rys. 4) droga punktu podczas ruchu w jednym kierunku jest równa odległości od położenia początkowego do położenia końcowego. W ruchu krzywoliniowym (zmienia się jego kierunek) droga punktu jest równa odległości wzdłuż trajektorii w kierunku ruchu od położenia początkowego do położenia końcowego.
Krzywizna trajektorii (k) pokazuje, po jakim kształcie punkt porusza się w przestrzeni. Aby określić krzywiznę trajektorii, zmierz promień krzywizny (DO). Krzywizna jest odwrotnością promienia:
Jeśli trajektoria jest łukiem kołowym, wówczas promień krzywizny jest stały. Wraz ze wzrostem krzywizny jego promień maleje i odwrotnie, wraz ze zmniejszaniem się krzywizny, wzrasta.
Orientacja trajektorii w przestrzeni o tym samym kształcie może być różna. Orientację trajektorii prostoliniowej określają współrzędne punktów pozycji początkowej i końcowej; dla trajektorii zakrzywionej - według współrzędnych tych dwóch punktów i trzeciego punktu, który nie leży z nimi na tej samej linii prostej.
Przesunięcie punktu pokazuje, w jakim kierunku i jak daleko przesunął się punkt. Przemieszczenie (liniowe) oblicza się na podstawie różnicy współrzędnych punktu w momentach początku i końca ruchu (w tym samym układzie odniesienia):
Ruch określa zakres i kierunek ruchu. W przypadku, gdy w wyniku ruchu punkt powrócił do pierwotnego położenia,
przemieszczenie oczywiście wynosi zero. Ruch nie jest samym ruchem, ale jedynie jego końcowym rezultatem, odległością w linii prostej i jej kierunkiem od pozycji początkowej do końcowej.
Rozważmy elementarny ruch(-y) punktu - od danej pozycji do pozycji nieskończenie blisko niego. Suma geometryczna przemieszczeń elementarnych jest równa przemieszczeniu końcowemu z położenia początkowego do położenia końcowego. Na zakrzywionej ścieżce przemieszczenie elementarne uważa się za równe ścieżce.
Przemieszczenie ciała podczas ruchu postępowego i obrotowego mierzy się inaczej. Liniowy ruch ciała (w jego ruchu translacyjnym) można wyznaczyć poprzez liniowy ruch dowolnego jego punktu. Rzeczywiście, w ruchu translacyjnym linia prosta łącząca dowolne dwa punkty ciała poruszające się (prostoliniowo lub krzywoliniowo) pozostaje równoległa do swojego położenia początkowego. Wszystkie punkty ciała poruszają się w ten sam sposób: po podobnych trajektoriach, z tymi samymi prędkościami i przyspieszeniami. Wystarczy odjąć odpowiednią współrzędną jego położenia początkowego od współrzędnej końcowego położenia dowolnego punktu ciała, aby wyznaczyć przemieszczenie całego ciała.
Ruch kątowy ciała (w jego ruchu obrotowym) wyznaczany jest przez kąt obrotu. Kiedy ciało się obraca, znajduje się w nim linia, której wszystkie punkty pozostają nieruchome (leżą na osi) przez cały czas ruchu. Pozostałe punkty ciała poruszają się po łukach okręgów, których środki leżą na tej stałej linii - osi obrotu (ryc. 4, c). Uwzględniane jest również elementarne przemieszczenie kątowe (s/f) ciała z danego położenia kątowego do położenia nieskończenie bliskiego.
Każdy ruch ciała w przestrzeni można przedstawić jako sumę geometryczną jego ruchów postępowych i obrotowych (względem dowolnego bieguna, w szczególności jego środka masy).
Ruch układu ciała (układu biomechanicznego), który zmienia jego konfigurację, jest znacznie trudniejszy do określenia. W najbardziej uproszczonych przypadkach za jego ruch uważa się ruch jednego punktu materialnego – zwykle wspólnego środka masy (GCM). Można wtedy monitorować ruch całego ciała człowieka „jako całość” i w pewnym stopniu oceniać ogólny wynik jego aktywności ruchowej. Nie wiadomo jednak, w wyniku jakich ruchów osiągnięto ruch GCM. Czasami ruch ciała człowieka jest przedstawiany jako ruch konwencjonalnie z nim powiązanej linii (linia odniesienia).
Badanie ruchów części ludzkiego ciała pozwala nam bardziej szczegółowo rozważyć ruch jego ciała. W niektórych przypadkach kilka ruchomych części (na przykład wszystkie kości stopy, dłoni lub przedramienia, a nawet tułowia) uważa się za jedno ogniwo - wtedy można już ogólnie uchwycić cechy ruchów, chociaż nie uwzględnia się wzajemnego ruchu wielu ogniw i pomija się ich odkształcenia. Jednak nadal nie da się uzyskać pełnego obrazu ruchu wszystkich głównych elementów organizmu (w tym narządów wewnętrznych i tkanek płynnych) przy wykorzystaniu istniejących metod badawczych. W każdym badaniu naukowym trzeba uciekać się do mniej lub bardziej znaczących uproszczeń.
W maszynach charakteryzujących się określonymi ruchami istnieje bardzo określone prawo ruchu. W układach biomechanicznych charakteryzujących się niepewnością ruchów w stawach starają się osiągnąć wymaganą pewność, ale możliwości znalezienia prawa ruchu wszystkich części ciała jako całości są bardzo małe. Nieco większe są w sportach, w których kunszt techniczny przejawia się (i to w dużej mierze) właśnie w dokładnym odwzorowaniu z góry określonych, szczegółowych ruchów (np. w gimnastyce, łyżwiarstwie figurowym).
Charakterystyka czasowa
Charakterystyki czasowe ujawniają ruch w czasie: kiedy się rozpoczął i zakończył (punkt w czasie), jak długo trwał (czas trwania ruchu), jak często ruch był wykonywany (tempo), jak były one skonstruowane w czasie (rytm). Wraz z cechami czasoprzestrzennymi określają naturę ruchów człowieka.
Ustalając, gdzie znajdował się punkt w przestrzeni, konieczne jest ustalenie, kiedy się tam znajdował.
chwila w czasie
Moment czasu jest tymczasową miarą położenia punktu ciała i układu. Moment czasu (g) jest określony przez okres czasu, jaki upłynął od początku odliczania.
Moment czasowy wyznaczany jest nie tylko dla początku i końca ruchu, ale także dla innych ważnych chwilowych położeń. Przede wszystkim są to momenty znaczących zmian w ruchu: kończy się jedna część (faza) ruchu i rozpoczyna się następna (np. podniesienie stopy z podpory w biegu jest momentem zakończenia wypchnięcia). faza wyłączenia i początek fazy lotu). Czas trwania ruchu jest określony przez momenty czasu.
Czas trwania ruchu
Czas trwania ruchu- to jest jego miara czasu, mierzona różnicą między momentami zakończenia i początku ruchu:
Czas trwania ruchu to odstęp czasu pomiędzy dwoma momentami czasowymi go ograniczającymi. Same momenty (jako granice pomiędzy dwoma sąsiednimi okresami czasu) nie mają czasu trwania. Oczywiste jest, że przy mierzeniu czasu trwania posługują się tym samym systemem odniesienia czasu. Znając odległość przebytą przez punkt i czas jego ruchu, możesz określić jego prędkość. Znając czas trwania ruchów, określa się także ich tempo i rytm.
Tempo ruchów
W powtarzających się ruchach o tej samej długości tempo charakteryzuje ich postęp w czasie.
Tempo ruchów" - jest to tymczasowa miara ich nawrotu. Mierzy się ją liczbą ruchów powtórzonych w jednostce czasu (częstotliwość ruchu):
Tempo jest odwrotnością czasu trwania ruchów. Im dłuższy czas trwania każdego ruchu, tym wolniejsze tempo i odwrotnie. W powtarzalnych (cyklicznych) ruchach tempo może służyć jako wskaźnik doskonałości techniki. Na przykład częstotliwość ruchów wysoko wykwalifikowanych narciarzy, pływaków i wioślarzy (przy większej prędkości ruchu) jest większa niż w przypadku mniej wytrenowanych. Wiadomo, że wraz ze zmęczeniem zmienia się tempo ruchów: może wzrosnąć (na przykład, gdy kroki są skracane w biegu) lub zmniejszyć (na przykład, jeśli nie jesteś w stanie utrzymać go w ruchu narciarskim).
Rytm ruchów
Rytm ruchów (czasowy) jest tymczasową miarą relacji między częściami ruchów. Określa się go na podstawie stosunku czasu trwania części ruchu:
Rytm ruchów charakteryzuje np. stosunek czasu podparcia do czasu lotu w biegu czy czasu amortyzacji (zginania kolana) do czasu odpychania (prostowania nogi) podczas podparcia. Przykładem związku czasu trwania i części ruchu jest rytm kroku ślizgowego na nartach (stosunek czasu trwania pięciu faz kroku). Wraz ze zmianą tempa kroków zmienia się także ich rytm (ryc. 5). Oprócz czasowych można także określić przestrzenne wskaźniki rytmu (na przykład stosunek długości wypadu w kroku narciarskim do długości ślizgu).
Aby określić rytm (czasowy), wyróżnia się fazy różniące się celem ruchu, jego kierunkiem, prędkością, przyspieszeniem i innymi cechami. Rytm odzwierciedla włożone wysiłki i zależy od ich wielkości, czasu zastosowania i innych cech ruchów. Dlatego po rytmie ruchów można w pewnym stopniu ocenić ich doskonałość. W rytmie szczególnie ważne są akcenty – duże wysiłki i przyspieszenia – ich rozmieszczenie w czasie. Podczas opanowywania ćwiczeń czasami lepiej jest najpierw ustalić rytm, niż szczegółowo opisywać szczegóły ruchów; pomaga to szybko zrozumieć cechy badanego ćwiczenia i jego konstrukcję w czasie.
Każdy ruch składa się z różnych części, takich jak ruchy przygotowawcze i wykonawcze (główne), przyspieszanie i hamowanie. Oznacza to, że w każdym ćwiczeniu można wyznaczyć rytm. Tak zwane ruchy „nierytmiczne” na ogół nie są pozbawione rytmu;
ma ruchu i ruchy z odchyleniami od zadanego racjonalnego rytmu. Innymi słowy, ruchy nierytmiczne to ruchy pozbawione określonego, stałego rytmu lub o rytmie nieprawidłowym, irracjonalnym.
Charakterystyka czasoprzestrzenna
Zgodnie z charakterystyką czasoprzestrzenną określają, w jaki sposób pozycje i ruchy osoby zmieniają się w czasie, jak szybko osoba zmienia swoją pozycję (prędkość) i ruchy (przyspieszenie).
Prędkość punktowa i ciała
Prędkość punktowa- jest to czasoprzestrzenna miara ruchu punktu (szybkości zmiany jego położenia). Prędkość jest równa pierwszej pochodnej odległości w rozpatrywanym układzie odniesienia:
Prędkość punktu zależy od zmiany jego współrzędnych w czasie. Prędkość jest wielkością wektorową; charakteryzuje prędkość ruchu i jego kierunek. Ponieważ prędkość ruchów człowieka najczęściej nie jest stała, ale zmienna (ruch jest nierówny i krzywoliniowy), do analizy ćwiczeń wyznacza się prędkości chwilowe.
Prędkość chwilowa to prędkość w danym momencie lub w danym punkcie trajektorii, podobnie jak prędkość ruchu jednostajnego na bardzo małym odcinku trajektorii w pobliżu danego punktu trajektorii. Szybkość chwilową można sobie wyobrazić jako prędkość, jaką utrzymywałoby ciało od chwili, gdy przestały na nie działać wszystkie siły. Prędkość średnia to prędkość, z jaką punkt poruszający się ruchem jednostajnym pokonałby w tym samym czasie całą rozpatrywaną ścieżkę. Średnia prędkość pozwala na porównanie nierównych ruchów.
Prędkość punktu (liniowego) w ruchu prostoliniowym kierowana jest wzdłuż trajektorii, w ruchu krzywoliniowym jest kierowana stycznie do trajektorii w każdym rozpatrywanym punkcie.
Prędkość ciała zależy od prędkości jego punktów. Podczas ruchu postępowego ciała prędkości liniowe wszystkich jego punktów są jednakowe pod względem wielkości i kierunku. Podczas ruchu obrotowego prędkość kątowa ciała wyznaczana jest jako miara szybkości zmiany jego położenia kątowego. Jest ona równa wielkości pierwszej pochodnej przemieszczenia kątowego:
Im większa odległość punktu ciała od osi obrotu (tj. im większy promień), tym większa jest prędkość liniowa punktu. Prędkość ruchu obrotowego ciała sztywnego (w radianach) jest równa stosunkowi prędkości liniowej każdego punktu do jego promienia (przy stałej osi obrotu). Prędkość kątowa (co) dla wszystkich punktów ciała, z wyjątkiem tych leżących na osi, jest taka sama:
Oznacza to, że prędkość liniowa dowolnego punktu ciała wirującego nie leżącego na osi jest równa jego prędkości kątowej pomnożonej przez promień obrotu tego punktu (odległość od niego do osi obrotu). Prędkości ruchu złożonego ciała sztywnego można wyznaczyć poprzez prędkość liniową dowolnego bieguna i prędkość kątową obrotu ciała względem tego bieguna (np. wokół osi przechodzącej przez środek masy - CM).
Prędkości układu ciał zmieniającego swoją konfigurację nie można wyznaczać w taki sam sposób, jak prędkość kątową ciała sztywnego. W tym przypadku określana jest prędkość liniowa układu. Często wyznacza się prędkości liniowe punktów połączeń ciała (rzuty osi stawów na powierzchnię ciała). Ponadto, gdy zmienia się postawa, określa się prędkości kątowe połączeń ciała względem osi stawowych; prędkości te zwykle zmieniają się w miarę poruszania się pojazdu. Dla biomechanicznego uzasadnienia tej techniki konieczne jest w każdym przypadku wybranie prędkości, dla których ogniw i punktów należy określić.
1 Zawsze należy wskazać prędkość, z jaką badany jest obiekt (np. prędkość biegacza), a nie „prędkość ruchu”.
Przyspieszenie punktu i ciała
Przyspieszenie punktowe- jest to czasoprzestrzenna miara zmiany ruchu punktu (tempo zmiany ruchu).- według wielkości i kierunku prędkości). Przyspieszenie punktu jest równe pierwszej pochodnej prędkości tego punktu w rozpatrywanym układzie odniesienia:
Przyspieszenie punktu zależy od zmiany jego prędkości w czasie. Przyspieszenie jest wielkością wektorową charakteryzującą szybkość zmiany prędkości pod względem jej wielkości i kierunku w danym momencie (przyspieszenie chwilowe) 1 .
Przyspieszenie styczne będzie dodatnie, gdy prędkość punktu wzrośnie, i ujemne, gdy będzie spadać. Jeżeli przyspieszenie styczne wynosi zero, wówczas prędkość ma stałą wartość. Jeśli normalne przyspieszenie wynosi zero, wówczas kierunek prędkości jest stały.
Przyspieszenie kątowe ciała definiuje się jako miarę szybkości zmiany jego prędkości kątowej. Jest ona równa pierwszej pochodnej po czasie prędkości kątowej ciała:
Rozróżnia się przyspieszenie ciała liniowe (w ruchu postępowym) i kątowe (w ruchu obrotowym). Stosunek przyspieszenia liniowego każdego punktu obracającego się ciała do jego promienia jest równy przyspieszeniu kątowemu (e) w radianach na sekundę do kwadratu. Oznacza to, że przyspieszenie liniowe dowolnego punktu obracającego się ciała jest równe jego przyspieszeniu kątowemu pomnożonemu przez promień obrotu tego punktu:
System przyspieszania 
ate* zmiana jego konfiguracji jest jeszcze trudniejsza niż prędkość. Przyspieszenie jest dobrym wskaźnikiem jakości zastosowanego wysiłku (ryc. 6).
„Średnie przyspieszenie podczas ruchu, szczególnie w przypadkach, gdy zmienia on znak, zwykle nie jest określane, ponieważ nie charakteryzuje w wystarczającym stopniu szczegółów ruchu.
CHARAKTERYSTYKA DYNAMICZNA
Wszelkie ruchy człowieka i poruszanych przez niego ciał pod wpływem sił zmieniają wielkość i kierunek prędkości. Aby ujawnić mechanizm ruchów (przyczyny ich występowania i przebieg zmian), bada się cechy dynamiczne. Należą do nich cechy inercyjne (cechy ciała człowieka i ciał, którymi się porusza), siła (cechy współdziałania części ciała z innymi ciałami) i energia (stany i zmiany funkcjonowania układów biomechanicznych).
Charakterystyka inercyjna
Własność bezwładności ciał ujawnia pierwsze prawo Newtona: „Każde ciało utrzymuje swój stan spoczynku lub ruch jednostajny i prostoliniowy, dopóki przyłożone siły zewnętrzne nie zmienią tego stanu”. Innymi słowy, każde ciało utrzymuje prędkość, dopóki siły jej nie zmienią.
Pojęcie bezwładności
Każde ciało utrzymuje swoją prędkość na niezmienionym poziomie przy braku wpływów zewnętrznych w ten sam sposób. Proponuje się, aby tę właściwość, która nie ma miary, nazwać bezwładnością 1. Różne ciała zmieniają prędkość pod wpływem sił na różne sposoby. Zatem ta ich własność ma miarę: nazywa się ją bezwładnością. Bezwładność jest interesująca, gdy trzeba ocenić, jak zmienia się prędkość.
Bezwładność- właściwość ciał fizycznych objawiająca się stopniową zmianą prędkości w czasie pod wpływem działania sił.
Utrzymanie stałej prędkości (poruszanie się jakby na zasadzie bezwładności) w warunkach rzeczywistych jest możliwe tylko wtedy, gdy wszystkie siły zewnętrzne działające na ciało równoważą się. W innych przypadkach niezrównoważone siły zewnętrzne zmieniają prędkość ciała zgodnie z miarą jego bezwładności.
Masa ciała
Masa ciała- Jest to miara bezwładności ciała podczas ruchu postępowego. Mierzy się go stosunkiem wielkości przyłożonej siły do wywołanego przez nią przyspieszenia:
Pomiar masy ciała opiera się tutaj na drugim prawie Newtona: „Zmiana ruchu jest wprost proporcjonalna do siły zewnętrznej działającej i następuje w kierunku, w którym ta siła jest przyłożona”.
Masa ciała zależy od ilości substancji znajdującej się w ciele i charakteryzuje jego właściwość - w jaki sposób przyłożona siła może zmienić jego ruch. Ta sama siła spowoduje większe przyspieszenie w ciele o mniejszej masie niż w ciele o większej masie 1.
Badając ruchy, często trzeba wziąć pod uwagę nie tylko wielkość masy, ale także, jak mówią, jej rozkład w ciele 2. O rozmieszczeniu punktów materialnych w ciele świadczy położenie środka masy ciała.
W ciele absolutnie sztywnym znajdują się trzy punkty, których położenie pokrywa się: środek masy, środek bezwładności i środek ciężkości. Są to jednak zupełnie różne koncepcje. W CM kierunki sił przecinają się, a każdy z nich powoduje ruch translacyjny ciała. Punkty materialne posiadające masy są rozmieszczone równomiernie względem linii działania tych sił, w związku z czym ruch obrotowy nie występuje. Należy wziąć pod uwagę, że jeśli punkty materialne ciała posiadające masy zostaną odsunięte od tej linii w przeciwnych kierunkach o równe odległości, wówczas położenie środka masy nie ulegnie zmianie. W konsekwencji koncepcja „środka masy” nie odzwierciedla w pełni rozmieszczenia punktów materialnych w ciele. Pojęcia środka bezwładności (jako punktu przyłożenia wypadkowej wszystkich fikcyjnych sił bezwładności) i środka ciężkości (jako punktu przyłożenia wypadkowej wszystkich sił grawitacji) zostaną omówione później.
Moment bezwładności ciała
Moment bezwładności ciała- jest miarą bezwładności ciała podczas ruchu obrotowego. Moment bezwładności ciała względem osi jest równy sumie iloczynów mas wszystkich punktów materialnych ciała przez kwadraty ich odległości.
W odkształcającym się układzie ciał, gdy jego części oddalają się od osi obrotu, moment bezwładności układu wzrasta. Opór bezwładności rośnie wraz z odległością części ciała od osi obrotu proporcjonalnie do kwadratu odległości. Ponieważ punkty materialne w ciele znajdują się w różnych odległościach od osi obrotu, dla szeregu zagadnień wygodnie jest wprowadzić pojęcie „promień bezwładności”.
Promień bezwładności ciała- jest to porównawcza miara bezwładności danego ciała względem jego różnych osi. Mierzy się go pierwiastkiem kwadratowym ze stosunku momentu bezwładności (względem danej osi) do masy ciała:
„Masę zmierzoną w ten sposób nazywa się bezwładną, masę zmierzoną przez ważenie nazywa się ciężką. Są one ilościowo równe sobie i różnią się jedynie sposobami ich wyznaczania.
2 Ponieważ masa ciała nie jest samą substancją, ale jego właściwością, zatem, ściśle rzecz biorąc, nie porusza się ono ani nie rozdziela; ciała z ruchem masowym; cząstki (punkty materialne) ciała o masie są rozłożone.
Znalezwszy doświadczalnie moment bezwładności ciała, możemy obliczyć promień bezwładności, którego wartość charakteryzuje rozkład punktów materialnych w ciele względem zadanej osi. Jeśli mentalnie umieścisz wszystkie materialne punkty ciała w równych odległościach od osi, otrzymasz wydrążony cylinder. Promień takiego walca, którego moment bezwładności jest równy momentowi bezwładności badanego ciała, jest równy promieniowi bezwładności. Umożliwia porównanie różnych rozkładów mas ciała względem różnych osi obrotu. Jest to wygodne, gdy rozważa się bezwładność jednego ciała względem różnych osi.
Znajomość momentu bezwładności jest bardzo ważna dla zrozumienia ruchu, chociaż dokładne ilościowe określenie tej wielkości w konkretnych przypadkach jest często trudne.
Charakterystyka mocy
Wiadomo, że ruch ciała może odbywać się zarówno pod wpływem przyłożonej do niego siły napędowej, jak i bez siły napędowej (przez bezwładność), gdy przyłożona jest jedynie siła hamowania. Nie zawsze stosowane są siły napędowe; Bez sił hamowania nie ma ruchu.
Z nogami opartymi na kuli ziemskiej,
Trzymam w dłoniach kulę słońca.
Jestem jak pomost pomiędzy Ziemią a Słońcem,
A dla mnie Słońce schodzi na Ziemię,
A Ziemia wznosi się w stronę Słońca.
Więc stoję... Ja, Człowieku.
E. Mezhelaitis
Człowiekiem zajmuje się wiele nauk: filozofia, historia, antropologia, biochemia... itd. Jednak dopiero całościowo rozpatrując fenomen człowieka, będziemy w stanie sformułować odpowiedź na pytanie: „Czym jest osoba?”
Jak działa nasz organizm?
Jak to działa?
Co jest dobre dla Twojego zdrowia?
Co zagraża życiu?
Spróbujmy przeszukać literaturę i rozgryźć to!
Czy wiesz o ciekawych cechach naszego organizmu?
Ludzkie DNA zawiera około 80 000 genów.
W starożytnym Rzymie ludzie żyli średnio nie dłużej niż 23 lata, a w XIX wieku w Stanach Zjednoczonych średnia długość życia nie przekraczała 40 lat.
Mężczyźni są uważani za karły, jeśli ich wzrost jest niższy niż 130 cm, kobiety - poniżej 120 cm.
Ciało człowieka składa się z 639 mięśni.
Kiedy ktoś się uśmiecha, „pracuje” 17 mięśni.
W ludzkim kręgosłupie 33 lub 34 kręgi.
W chwili urodzenia ciało dziecka składa się z około 300 kości, a w wieku dorosłym pozostaje ich tylko 206.
Prawie połowa wszystkich ludzkich kości znajduje się w nadgarstkach i stopach.
Paznokcie rosną ok 4 razy szybciej, niż na nogach.
Kości ludzkie składają się w 50% z wody.
Każdy ludzki palec zgina się w ciągu życia około 25 milionów razy.
Ciało ludzkie zawiera tylko 4 minerały: apatyt, aragonit, kalcyt i krystobalit.
Dzieci rodzą się bez rzepek. Pojawiają się dopiero w wieku 2-6 lat.
Ludzkie oko jest w stanie rozróżnić 10 000 000 odcieni kolorów.
Zjawisko, w którym dana osoba traci zdolność widzenia z powodu silnego światła, nazywa się „ślepotą śnieżną”.
Średnio wydzielasz 5 mililitrów łez - w ciągu roku zgromadzisz dużą butelkę.
Mrugając 20 razy na minutę, nawilżasz oczy.
Oznacza to ponad 10 milionów skurczów mięśni rocznie.
Nie da się kichnąć z otwartymi oczami.
Kobiety mrugają około 2 razy częściej niż mężczyźni.
Mężczyźni są około 10 razy bardziej narażeni na ślepotę barw niż kobiety. Ludzie o niebieskich oczach bardziej wrażliwy
do bólu niż wszyscy inni. Człowiek mruga średnio co 6 sekund, co oznacza, że przez całe życie opuszczamy i podnosimy powieki
250 milionów razy.
Ludzkie włosy rosną średnio w tempie 12 mm na miesiąc.
Blondynom zapuszcza się broda szybciej niż brunetkom.
Ludzki włos jest około 5000 razy grubszy niż film mydlany.
W spoczynku wdychasz i wydychasz 16 razy na minutę, w tym czasie przez płuca przepływa 8 litrów powietrza. W ciągu roku taką ilością powietrza można by wypełnić dwa balony.
Powierzchnia płuc wynosi ok
100 metrów kwadratowych.
Prawe płuco człowieka zawiera więcej powietrza niż lewe. Dorosły człowiek wykonuje około 23 000 oddechów (i wydechów) dziennie.
Powierzchnia ludzkich płuc jest w przybliżeniu równa
teren kortu tenisowego.
W ludzkiej jamie ustnej żyje około 40 000 bakterii.
Przeciętny ludzki mózg waży około 1,3 kg.
Ludzki mózg generuje dziennie więcej impulsów elektrycznych niż wszystkie telefony na świecie razem wzięte.
Od chwili narodzin w ludzkim mózgu znajduje się już 14 miliardów komórek i liczba ta nie zwiększa się aż do śmierci. Wręcz przeciwnie, po 25 latach zmniejsza się o 100 tys. dziennie.
W ciągu minuty, którą spędzasz na czytaniu strony, umiera około 70 komórek.
Po 40 latach degradacja mózgu gwałtownie przyspiesza, a po 50 neurony (komórki nerwowe) wysychają i zmniejsza się objętość mózgu.
W ludzkim mózgu w ciągu jednej sekundy zachodzi 100 000 reakcji chemicznych.
Człowiek jest jedynym przedstawicielem świata zwierzęcego, który potrafi rysować linie proste.
Długość włosów na głowie, jakie wyrasta przeciętnemu człowiekowi w ciągu całego życia, wynosi 725 kilometrów.
Uderzając głową w ścianę, możesz stracić 150 kalorii na godzinę.
Małe naczynia krwionośne-kapilary są 50 razy cieńsze niż najcieńszy ludzki włos.
Średnia średnica kapilary wynosi około 0,008 mm.
Młoda skóra zawiera niesamowitą ilość wody – 8 litrów.
Każdego dnia tracisz przez skórę nawet 2 litry. Ponieważ proces śmierci komórek skóry trwa 120 dni, oznacza to, że zmieniasz skórę trzy razy w roku.
W ciągu życia skóra człowieka zmienia się około 1000 razy.
W spoczynku serce bije 80 razy na minutę, pompując 5 litrów krwi. W ciągu roku serce wykonuje 42 miliony skurczów i pompuje wystarczającą ilość krwi do wypełnienia
kilka basenów.
36 800 000 - liczba uderzeń serca człowieka w ciągu jednego roku.
Rozmiar serca człowieka jest w przybliżeniu równy wielkości jego pięści.
Masa serca dorosłego człowieka wynosi 220-260 g. Impulsy nerwowe w organizmie człowieka poruszają się z prędkością około 90 metrów na sekundę.
W organizmie dorosłego człowieka znajduje się około 75 kilometrów (!) nerwów. Ludzki sok żołądkowy zawiera 0,4% kwas solny
(HCl).
Człowiek ma około 2 milionów gruczołów potowych. Przeciętny dorosły traci 540 kalorii na każdy litr potu.
Mężczyźni pocą się około 40% więcej niż kobiety.
W ciągu życia jelito cienkie człowieka ma długość około 2,5 metra.
Po jego śmierci, gdy mięśnie ściany jelita rozluźniają się, jego długość sięga 6 metrów.
Całkowita masa bakterii żyjących w organizmie człowieka wynosi 2 kilogramy.
Osoba, która zgubiła się podczas gęstej mgły lub zamieci, prawie zawsze porusza się po okręgu, co tłumaczy się asymetrią naszego ciała, czyli brakiem całkowitej równowagi pomiędzy prawą i lewą połową ludzkiego ciała.
Okazuje się, że człowiek drży tylko po to, żeby się ogrzać.
Osoba paląca paczkę papierosów dziennie wypija pół szklanki smoły rocznie.
Jak dana osoba toleruje różne wysokości nad poziomem morza?
Strefa śmierci wynosi ponad 8 km: na tej wysokości człowiek może przebywać bez aparatu oddechowego tylko przez krótki czas – 3 minuty, a na wysokości 16 km – 9 sekund, po czym następuje śmierć.
Strefa krytyczna - od 6 do 8 km: poważne zaburzenia czynnościowe organizmu.
Strefa niepełnej kompensacji - od 4 do 5 km: pogorszenie ogólnego samopoczucia.
Strefa pełnej kompensacji wynosi od 2 do 4 km: niektóre zaburzenia w pracy serca, narządów zmysłów i innych układów, dzięki mobilizacji rezerwowych sił organizmu, szybko znikają.
Strefa bezpieczna wynosi od 1,5 do 2 km: nie występują istotne zakłócenia w funkcjonowaniu organizmu człowieka.
Temperatury krytyczne dla organizmu człowieka
(przy normalnym ciśnieniu i wilgotności względnej)
Normalna temperatura dla większości ludzi wynosi od 36,3 do 37°C
Krytyczna temperatura z towarzyszącą utratą przytomności – powyżej 42°C
Temperatura śmiertelna - powyżej 43C
Temperatura powodująca spowolnienie procesów mózgowych – poniżej 34°C
Krytyczna temperatura z towarzyszącą utratą przytomności – poniżej 30°C
Temperatura śmiertelna, dochodzi do migotania serca, zatrzymuje się krążenie krwi – poniżej 27°C
Podstawowe parametry fizyczne krwi.
Wszystkie parametry podano dla temperatury ciała - 37C
Gęstość - 1050 kg/m3
Lepkość - 0,004 Pa.s
Lepkość osocza krwi - 0,0015 Pa.s
Współczynnik dyfuzji hemoglobiny w wodzie - 0,00000000007 m2
Napięcie powierzchniowe 0,058 N/m
Temperatura zamarzania (topnienia) - minus 0,56 ° C
Ciepło właściwe - 3000 J/kg.K
Charakterystyka elektryczna tkanek organizmu ludzkiego
Oporność:
...mięśnie - 1,5 Ohm.m
...krew - 1,8 Ohm.m
...skóra - №№0000 Ohm.m
...kość - 1000000 Ohm.m
...krew -85,5
...skóra - od 40 do 50
...kości - od 6 do 10
Przenikanie ciepła z organizmu człowieka
Straty energii z bilansu całkowitego:
...na oddychanie i parowanie wody - 13%
...na pracę narządów i układów wewnętrznych - 1,87%
...do ogrzewania wydychanego powietrza - 1,55%
...na odparowanie wody z powierzchni skóry - 20,7%
...do ogrzewania otaczającej przestrzeni - 30,2%
... dla promieniowania - 43,8%
Parametry mechaniczne człowieka
Średnia gęstość człowieka wynosi 1036 kg m3
Średnia prędkość krwi:
...w tętnicach - od 0,2 do 0,5 m s
...w żyłach - od 0,1 do 0,2 m s
Szybkość rozprzestrzeniania się podrażnienia wzdłuż nerwów wynosi od 400 do 1000 m s
Siła wytwarzana przez bijące serce:
...w początkowej fazie skurczu - 90 N
...w końcowej fazie skurczu - 70N
Dzienna praca serca – 86400 J
Masa krwi wyrzucanej przez serce dziennie - 5200 kg
Moc rozwijana podczas szybkiego chodzenia – 200 W
Parametry elektryczne człowieka
Specyficzna odporność tkanek organizmu:
...wierzchnia warstwa suchej skóry - 330000 Ohm.m
...krew - 1,8 Ohm.m
...mięśnie - 1,5 Ohm.m
Przepuszczalność:
...skóra sucha - od 40 do 50
...krew - 85
Opór człowieka od końca jednej ręki do końca drugiej (przy suchej skórze) - 15000 omów
Przepływ prądu przez ciało człowieka:
...bezpieczny - poniżej 0,001 A
...zagrażające życiu - ponad 0,05 A
Bezpieczne napięcie elektryczne:
...suche pomieszczenie - poniżej 12 V
...wilgotne pomieszczenie - poniżej 36 V
Parametry optyczne człowieka
Czas utrzymywania wrażenia wzrokowego przez oko - 0,14 s
Średnica gałki ocznej osoby dorosłej wynosi 25 mm
Współczynnik załamania soczewki - 1,4
Moc optyczna:
...soczewka - od 19 do 33 dioptrii
...oczy ogółem - 60 dioptrii
Średnica źrenicy:
...w świetle dziennym - 2 mm
...przy oświetleniu nocnym - od 6 do 8 mm
Ciśnienie wewnątrzgałkowe - 104 kPa (780 mm Hg)
Liczba pręcików w siatkówce wynosi 130 milionów
Liczba czopków w siatkówce wynosi 7 milionów
Minimalny rozmiar obrazu na siatkówce, przy którym postrzegane są oddzielnie dwa punkty obiektu, wynosi 0,002 mm
Długość fali światła, na którą oko jest najbardziej wrażliwe, wynosi 555 mm
Parametry promieniowania człowieka
Dopuszczalna dawka promieniowania - do 0,25 Gy
Dawka promieniowania powodująca chorobę popromienną - od 1 do 6 Gy
Śmiertelna dawka promieniowania - od 6 do 10 Gy
„Wszystkich ciał, firmamentu, gwiazd, Ziemi i jej królestw nie można porównywać z najniższymi umysłami, ponieważ umysł nosi w sobie wiedzę o tym wszystkim, ale ciała nic nie wiedzą”.
Kurs do wyboru
„Fizyka człowieka”
Nota wyjaśniająca 2
Treść dania głównego 3-4
Planowanie zajęć tematycznych 5
Referencje 6
Nota wyjaśniająca
Na kursie fizyki studiowanym we współczesnych szkołach praktycznie nie zwraca się uwagi na parametry fizyczne charakteryzujące osobę. Jednak w związku z studiowaniem w szkole zagadnień psychologicznych, modelowaniem procesów zachodzących w organizmach żywych, technologią i rozwojem takiej nauki jak bionika, uczniowie wykazują coraz większe zainteresowanie studiowaniem fizyki człowieka.
Studiując ten kierunek, studenci nie tylko zaspokoją swoje potrzeby edukacyjne, ale także zdobędą umiejętności badawcze, zapoznają się z metodami badawczymi z fizyki i biologii oraz otrzymają krótką informację o sprzęcie medycznym i biologicznym. Umiejętności nabyte podczas pracy z przyrządami pomiarowymi, wykonywania prac praktycznych i ustawiania doświadczeń przydadzą się w dalszej działalności naukowo-technicznej. Wyjaśnienie poszczególnych procesów zachodzących w organizmach żywych na podstawie praw fizycznych pomoże im ustalić związki przyczynowo-skutkowe istniejące w przyrodzie ożywionej i nieożywionej oraz wzbudzi zainteresowanie nie tylko fizyką, ale także biologią.
Program zajęć ma charakter praktyczny i zawiera elementy działalności badawczej.
Nauka przedmiotu fakultatywnego obejmuje 17 godzin, z czego 7,3 godziny (43%) na studiowanie zagadnień teoretycznych, 9,7 godzin (57%) na zajęcia praktyczne (rozwiązywanie problemów, wykonywanie prac laboratoryjnych).
Główne cele kursu:
Pokaż studentom jedność praw natury, zastosowanie praw fizyki do żywego organizmu, obiecujący rozwój nauki i technologii, a także pokaż, w jakich obszarach działalności zawodowej wiedza zdobyta na specjalnym kursie będzie przydatna ich.
Tworzenie warunków do kształtowania i rozwoju umiejętności intelektualnych i praktycznych wśród uczniów w zakresie eksperymentów fizycznych.
Rozwijaj aktywność poznawczą i niezależność, chęć samorozwoju i samodoskonalenia.
Cele kursu:
Promowanie kształtowania zainteresowań poznawczych fizyką i rozwoju zdolności twórczych uczniów.
Rozwijaj kompetencje intelektualne uczniów.
Rozwijanie umiejętności wykonywania pracy praktycznej i prowadzenia działalności badawczej.
Doskonalenie umiejętności pracy z literaturą referencyjną i popularnonaukową.
Po ukończeniu kursu studenci muszą wiedzieć:
Jakimi prawami fizyki można wyjaśnić procesy zachodzące w organizmie człowieka.
Cechy Twojego ciała z punktu widzenia praw fizyki. móc:
Pracuj z różnymi źródłami informacji.
Obserwuj i badaj zjawiska, opisz wyniki obserwacji.
Modeluj zjawiska, dobieraj niezbędne instrumenty, przeprowadzaj pomiary, przedstawiaj wyniki pomiarów w formie tabel, wykresów, stawiaj zadania badawcze.
TREŚCI GŁÓWNE KURSÓW
Treść kursu różni się jakościowo od podstawowego kursu fizyki. Na lekcjach prawa fizyki omawiane są głównie w obiektach nieożywionych. Bardzo ważne jest jednak, aby uczniowie stopniowo rozwijali w uczniach przekonanie, że związek przyczynowo-skutkowy zjawisk ma charakter uniwersalny i że wszystkie zjawiska zachodzące w otaczającym nas świecie są ze sobą powiązane. W ramach zajęć poruszane są zagadnienia mające na celu rozwijanie zainteresowań fizyką, zajęcia eksperymentalne oraz rozwijanie umiejętności pracy z literaturą. Po ukończeniu kursu studenci sporządzają „Paszport Fizyczny Osoby”.
Parametry mechaniczne człowieka 9h.
Fizyka. Człowiek. Środowisko. Wymiary liniowe różnych części ciała człowieka, ich masa. Gęstość płynów i tkanek stałych tworzących człowieka. Siła nacisku i ciśnienie w organizmach żywych.
Szybkość impulsów nerwowych. Prawa przepływu krwi w organizmie człowieka. Naturalna obrona organizmu przed przyspieszeniem.
Przejaw siły tarcia w organizmie człowieka, naturalne smarowanie.
Utrzymywanie równowagi przez organizmy żywe. Środek ciężkości ciała ludzkiego. Dźwignie w ludzkim ciele. Chodzący mężczyzna. Rodzaje stawów. Deformacja kości, ścięgien, mięśni. Wytrzymałość materiałów biologicznych. Budowa kości z punktu widzenia możliwości największych odkształceń.
Ciało ludzkie w polu grawitacyjnym Ziemi. Warunki długotrwałej egzystencji człowieka na stacji kosmicznej. Środki chroniące pilotów i astronautów przed przyspieszeniem. Nieważkość i przeciążenie.
Praca i moc rozwijana przez człowieka w różnych rodzajach czynności. „Energia” i rozwój człowieka. Zastosowanie prawa zachowania energii do niektórych rodzajów ruchu człowieka.
Praca laboratoryjna.
1. Określenie objętości i gęstości ciała.
2. Określ średnią prędkość ruchu.
3. Wyznaczanie czasu reakcji człowieka.
4. Kalibracja hamowni i określenie siły pleców człowieka.
5. Wyznaczanie współczynników tarcia podeszew butów ludzkich o różne podłoża powierzchnie.
6. Określenie mocy rozwiniętej przez człowieka.
Wibracje i fale w organizmach żywych 2 godz.
Oscylacje i człowiek. Pochodzenie biorytmów. Serce i dźwięki towarzyszące pracy serca i płuc, ich zapis. Stetoskop i fonendoskop. Opukiwanie jest jednym ze sposobów określenia wielkości narządów wewnętrznych i ich stanu. Fale radiowe i ludzie.
Dźwięk jako środek percepcji i przekazywania informacji. Narząd słuchu. Ultradźwięki i infradźwięki. Zakres słyszalności dźwięku. Aparat głosowy człowieka. Charakterystyka głosu ludzkiego. Aparat słuchowy.
Praca laboratoryjna.
7. Badanie właściwości ucha.
Zjawiska termiczne 2 godziny.
Termoregulacja organizmu człowieka. Rola ciśnienia atmosferycznego w życiu człowieka. Ciśnienie osmotyczne. Zmiany ciśnienia krwi w naczyniach włosowatych. Wilgotność. Narządy oddechowe.
Procesy termiczne w organizmie człowieka. Człowiek jest jak silnik cieplny. Entropia i ciało ludzkie. Druga zasada termodynamiki i zdolność do samoorganizacji.
Praca laboratoryjna.
8. Wyznaczanie objętości oddechowej płuc człowieka.
9. Oznaczanie ciśnienia krwi człowieka.
Elektryczność i magnetyzm 2 godziny.
Właściwości elektryczne organizmu człowieka. Bioelektryczność. Bakterie są pierwszymi elektrykami na Ziemi. Fotoreceptory, elektroreceptory, bioelektryczność snu. Oporność elektryczna narządów człowieka na prąd stały i przemienny. Pole magnetyczne i organizmy żywe.
Praca laboratoryjna.
10. Wyznaczanie odporności tkanek ludzkich na prąd elektryczny stały i przemienny.
Parametry optyczne człowieka 1 godzina.
Struktura ludzkiego oka. Siła akomodacji oka. Moc optyczna. Wady wzroku i sposoby ich korygowania. Cechy ludzkiego wzroku. Zdolność rozdzielcza oka ludzkiego. Jak to jest, że widzimy. Płyta gramofonowa i oko. Dlaczego potrzebujemy dwojga oczu? Wrażliwość widmowa i energetyczna oka.
Praca laboratoryjna.
11. Obserwacja niektórych cech psychofizjologicznych ludzkiego wzroku.
12. Wyznaczanie charakterystycznych parametrów wzroku człowieka.
System oceniania studentów . Po ukończeniu kursu zaliczenie następuje po spełnieniu następujących warunków:
1. Aktywny udział w przygotowaniu i prowadzeniu seminariów, konferencji, publikacji gazet i produkcji modeli.
2. Wykonanie co najmniej połowy prac laboratoryjnych.
3. Wykonanie co najmniej jednego zadania doświadczalnego o charakterze badawczym lub projektowym.
4. Sporządzenie „Paszportu Fizycznego Osoby”.
PLANOWANIE KURSU TEMATYCZNEGO
Temat lekcji
Liczba godzin
całkowity
teoria
praktyka
PARAMETRY MECHANICZNE CZŁOWIEKA (9 H)
Fizyka. Człowiek. Środowisko.
Kinematyka i ciało człowieka.
Prawa Newtona w życiu człowieka.
Człowiek w stanie nieważkości i
przeciążenia
Postawa wyprostowana a układ mięśniowo-szkieletowy człowieka.
Manifestacja siły tarcia w organizmie człowieka.
Praca i moc rozwijana przez człowieka w różnych rodzajach czynności.
Statyka w organizmie człowieka.
Ciśnienie i organizm ludzki.
WIBRACJE I FALE W ORGANIZMACH ŻYWYCH (2 godz.)
Oscylacje i człowiek.
ZJAWISKA TERMICZNE (1 H)
Procesy termiczne w organizmie człowieka.
Druga zasada termodynamiki.
ELEKTRYCZNOŚĆ I MAGNETYZM. (2 godziny)
Właściwości elektryczne organizmu człowieka
Pole magnetyczne i organizmy żywe.
PARAMETRY OPTYCZNE CZŁOWIEKA (1 H)
Oko i wzrok
Konferencja.
Całkowity:
REFERENCJE
1. Agadzhanyan N.A. Rytm życia i zdrowia. - M.: Wiedza, 1975.
2. Bezdenezhnykh E.A., Brickman I.S. Fizyka w przyrodzie i medycynie. - Kijów, 1976.
3. Bogdanow K.Yu. Fizyk z wizytą u biologa. - M., 1986.
5. Berkinblit M.B. i inne. Elektryczność w organizmach żywych. - M.: Nauka, 1988.
6. Boyarova O. i in. Od stóp do głów. - M.: Literatura dziecięca, 1967.
7. Bulat V.A. Zjawiska optyczne w przyrodzie. - M.: Edukacja, 1974.
8. Galperstein L. Witaj fizyko! - M.: Edukacja, 1973.
9. Gazenko O.G., Bezpieczeństwo człowieka i niezawodność w lotach kosmicznych // Nauka i życie. -1984 nr 3.
10. Enochovich A.S. Podręcznik fizyki . - M.: Edukacja, 1991.
11. Elkin V.I. Niezwykłe materiały edukacyjne z fizyki. - M.: Shkola-Press, 2001.
12.. Ilczenko V.R. Skrzyżowanie fizyki, chemii, biologii. - M.: Edukacja, 1986.
13. Katz Ts.B. Biofizyka na lekcjach fizyki. - M.: Edukacja, 1988.
14. Lanina I.Ya. Praca pozalekcyjna z fizyki. - M.: Edukacja, 1977.
15. Lanina I.Ya. Nie tylko lekcja. - M.: Edukacja, 1991.
16. Manoilov V.E. Elektryczność i człowiek. -L: Energoatomizdat, 1988.
17. Marion J.B. Fizyka ogólna na przykładach biologicznych. - M., 1986.
18. Popularna encyklopedia medyczna. - M., 1979.
19. Rydnik V.I. O współczesnej akustyce. - M.: Edukacja, 1979.
20. Siergiejew B.A. Fizjologia zabawna - M.: Edukacja, 1977.
21. Silin A.A. Tarcie i my. - M., 1987.
22. Sinichkin V.P. Sinichkina O.P. Zajęcia pozalekcyjne z fizyki. - Saratów: Liceum, 2002.
23. Swarts Kl.E. Niezwykła fizyka zjawisk zwyczajnych, - M., 1986.
24. Khutorskoy A.V., Khutorskaya L.N. Fascynująca fizyka. - M.: ARKTI, 2000.
25. Khripkova A.G. Fizjologia człowieka. - M.: Edukacja, 1971.
26. Odkrywam świat: Encyklopedia dla dzieci: Fizyka. - M.: AST, 1998.
27. Świat fizyki. Zabawne historie o prawach fizyki. Petersburg „MiM-Express” 1995
28. OP Spiridonow. ŚWIATŁO. Fizyka, informacja, życie. M. „Oświecenie”. 1993