Механические параметры человека определение. Элективный курс «Физика человека

К первой группе относятся: вес отдельных частей тела человека, плотность, модуль упругости и модуль сдвига мягких и жестких тканей тела, скорости распространения волн напряжения в тканях и их характеристические импеданцы.[ ...]

Вторую группу производных характеристик составляют: показатели относительного затухания колебаний при их распространении по телу от места возбуждения, частотные характеристики входных механических импе-данцев в зоне контакта тела с вибрирующими поверхностями, переходные механические нмпеданцы для любой точки поверхности тела, частоты собственных колебаний структур тела.[ ...]

Примечание. Вес кисти 0,6 кг, предплечья 1,6 кг, плеча 2,3 кг.[ ...]

В табл. 4 приведены усредненные по данным Н. Н. Хавкина, Coldman (цит. по Harris и Crede, 1961) и Woodson и Conover (1968) веса отдельных частей тела человека в относительных к общему весу и в абсолютных величинах. Последние относятся к средним показателям для мужчин ростом 175 см, и весом 70 кг.[ ...]

В табл. 6 по тем же литературным источникам указаны усредненные изменения жесткости К и диссипативного сопротивления R мягких тканей тела при их смещении под действием статической нагрузки, отнесенной к площади 1 см2.[ ...]

Эти данные были получены Franke (цит. по Harris и Crede, 1961) только на двух исследуемых и характеризовались разбросом показаний. Тем не менее можно видеть, что при нагрузках, вызывающих смещения тканей, не превышающие 5 мм, жесткость К и сопротивление R изменяется практически линейно с изменением нагрузки. При смещениях более 5 мм ткани тела обнаруживают характерную нелинейность их упруго-вязких свойств.[ ...]

Из производных механических характеристик тела человека рассмотрим в первую очередь затухание колебаний при их распространении по телу от места возбуждения. Впервые это ослабление для частоты 50 Гц исследовал в 1939 г. Вёкеву.[ ...]

Для нас исследование затухания колебаний при их распространении по телу человека представляло интерес в несколько ином аспекте, а именно в сопоставлении особенностей затуханий колебаний различных частот при действии вибрации через стопы ног или ладони с целью уточнения понятий «локальных» и «общих» вибраций и для определения величины рецептивной зоны, охваченной колебательным движением.[ ...]

Исследования были нами проведены и на 10 практически здоровых мужчинах (по десять опытов на каждом) в диапазоне частот от 8 до 125 Гц и при действии вибраций на стопы и ладони. Источником колебаний служил механический вибростенд ВУС-70/200. Исследуемый либо становился па платформу стенда, либо, находясь вне ее, нажимал сверху вниз на вибрирующую рукоятку, укрепленную к платформе, осуществляя контроль за заданной силой нажима по стрелочному прибору. Распространение вибраций регистрировалось измерительной аппаратурой фирмы «Брюль и К/ьер» с 30-граммовым датчиком, прижимаемым рукой испытателя к костным выступам в фиксированных точках тела. Замеренные уровни колебательной скорости усреднялись с определением среднеквадратичных отклонений, колебавшихся в пределах ±2-5 дБ.[ ...]

Влияние мышечного напряжения на проводимость вибрации тканями руки мы исследовали измеряя интенсивность вибрации в одинаковых точках- на плече испытуемых - в условиях одинакового уровня колебательной скорости в зоне контакта с вибрирующей поверхностью, но при разных силах нажима на рукоятку.[ ...]

Таблицы к данной главе:

Ерёменко Марина Юрьевна

В работе «Исследование механических параметров человека» определяются экспериментально и исследуются некоторые механические параметры человека, выясняется зависимость определенных практическим путем механических параметров от индивидуальных особенностей человека, устанавливается значение этих параметров для жизнедеятельности человека.

Объяснение отдельных процессов, происходящих в живых организмах, в том числе в организме человека, на основе физических законов поможет установить причинно-следственные связи в живой и неживой природе, раскрыть единство окружающего мира, показать единство законов природы и применимость законов физики и к живым организмам. Кроме того, исследование проявлений законов физики в организме человека позволяет лучше понять процессы, происходящие в организме человека, выяснить причины изменения состояния человека, характеристики, от которых оно зависит.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Конкурс научных проектов школьников

в рамках краевой научно-практической конференции «Эврика»

Малой академии наук учащихся Кубани

Исследование механических параметров человека.

Секция: «Физика»

Ерёменко Марина Юрьевна, 11класс,

МОУ СОШ №5 МО Кореновский район,

Ст. Платнировская.

Научный руководитель:

Коломиец Наталия Леонидовна,

Учитель физики МОУ СОШ №5

МО Кореновский район,

Ст. Платнировская.

г. Кореновск

2009

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Введение ………………………………………………………………………………....2
Плотность тела человека………………………………………………………… ...…...3

Теоретическая часть……………………………………………………………..3
Практическая часть…………………………………………………………..…..3

Определение плотности тел нескольких

человек и сравнение полученных результатов…………………….............3

Скорость реакции человека………………………………………………….………….4

Теоретическая часть……………………………………………………………..4
Практическая часть………………………………………………………………5

Определение времени реакции человека…………………………………..5
Сравнение скорости реакции двух человек………………………….…….6
Сравнение времени реакции водителей……………………………….….7

Жизненная ёмкость лёгких человека…………………………………………….……..8

Теоретическая часть……………………………………………………………..8
Практическая часть……………………………………………….………...…..10

Определение жизненной емкости легких теоретическим методом…..…10
Определение жизненной емкости легких

практическим способом при помощи шарика……………………..……..10

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

Список используемой литературы…………………………………………………..…….13

Приложения………………………………………………………………………………....14

«Исследование механических параметров человека»

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Введение.

В современном мире все чаще и чаще проявляется повышенный интерес к изучению физики человека. Это связанно с бурным развитием таких наук как медицина, биофизика, психология и др.

На школьных уроках законы физики рассматриваются в основном на неживых объектах. Но исследование проявлений законов физики в организме человека играет, безусловно, важную роль. Объяснение отдельных процессов, происходящих в живых организмах, на основе физических законов поможет установить причинно-следственные связи в живой и не живой природе, раскрыть единство окружающего мира, показать единство законов природы и применимость законов физики и к живым организмам.

Тема данной работы «Исследование механических параметров человека».

Объект исследования: Законы физики в организме человека.

Предмет исследования: Механические параметры человека: объем и плотность тела, время реакции человека, жизненная емкость легких.

Цель данной работы: определить некоторые механические параметры человека, выяснить зависимость определенных практическим путем механических параметров от индивидуальных особенностей человека (возраст, профессия, образ жизни, самочувствие и т. п.), установить значение этих параметров для жизнедеятельности человека.

Источниковой базой для проведения исследования является:

Теоретический материал о проявлении законов физики в организме человека;

Результаты практических работ по определению некоторых механических параметров организма человека.

В процессе исследования поставлены следующие задачи :

Изучить и проанализировать теоретический материал о проявлении законов физики в организме человека;

Провести практические работы по определению некоторых механических параметров организма человека;

Проанализировать и обработать результаты практических измерений, необходимых для определения механических параметров человека;

Обобщить результаты исследования и сделать выводы о зависимости механических параметров человека от его индивидуальных особенностей.

В работе использовались следующие научные методы исследования:

Анализ и обработка теоретического материала о применении законов физики к организму человека (применение законов механики для определения механических параметров человека);

Постановка опытов и проведение практических измерений для определения механических параметров человека;

Анализ и обработка результатов измерений, полученных опытным путем;

Обобщение результатов исследования и выводы.

«Исследование механических параметров человека»

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Плотность тела человека.

Теоретическая часть.

Понятие «Плотность» имеет очень широкое применение во всех областях физики. Плотность - это физическая величина, определяемая для однородного вещества массой его единичного объёма .

Теперь о человеке. Известно, что в целом плотность тела человека очень близка к плотности воды, так как человек на 60-90 % состоит из неё. * (* - ссылка на литературу.)

Средняя плотность тела человека в разных источниках составляет от 870 до 1120 кг/м 3

Точной цифры нет, потому что плотность каждого человека различна и зависит от особенностей индивидуального строения, а ещё от объема воздуха в легких.

Также считается, что полный человек имеет меньшую плотность, мускулистый – большую; так как удельная плотность жира 0. 918 г/см 3 , а плотность мышц - 1.049 г/см 3

Чаще всего средняя плотность тела человека принимается за 1036 кг/м 3 .

Практическая часть.

Определение плотности тел нескольких человек и сравнение полученных результатов.

Производим измерения длины (a) и ширины (b) ванны. После чего ванна заполняется водой. Ставиться метка, обозначающая уровень воды в ванной. Человек погружался в воду с головой. Ассистент ставит метку, помечая, таким образом, новый уровень воды в ванной. Измеряет высоту подъема воды (h). Вычисляем объем вытесненной воды, а, следовательно, и объем тела человека (V).

V= a b h

Вычисляем плотность человека по формуле:

где m - его масса, V – объем, полученный экспериментальным путем.

Форма ванны не представляет собой параллелепипед, но так как формы разных моделей ванн сходны, то погрешности измерения будут приблизительно равны, а значит, на чистоте эксперимента эти погрешности отражаться не будут.

Плотность тела зависит от пола (Средняя плотность тела парней выше, чем у девушек), от образа жизни (Плотность тела спортсменов выше. Следует отметить, что просматривается зависимость плотности тела человека от выбранного вида спорта.) (см. Приложение № 1, Таблица №2.) .

«Исследование механических параметров человека»

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Скорость реакции человека.

Теоретическая часть.

Скорость реакции является одним из основных качеств живого организма. Очень важно быстро реагировать на внешние раздражающие воздействия, потому что среди них могут быть опасные или даже смертельные.

От начала действия раздражителя до момента реакции всегда проходит определенное время, после чего включаются мышечные механизмы ответного действия, быстрота которых уже зависит от скорости движений тела. Время задержки определяется скоростью обмена веществ и является индивидуальной особенностью каждого организма. Оно не поддается тренировке, потому что невозможно увеличить скорость передачи нервных импульсов.

Скорость реакции человека определяется работой нервной системы и скоростью работы мышц.

У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет 0,1-0,3 секунды. (см. Приложение № 2.).

Время реакции - важнейшая характеристика организма человека. Как ни странно, лидерские качества человека тоже зависят от времени реакции. А также, одним из самых важных качеств водителя является его время реакции на изменение дорожной обстановки. Временем реакции называется промежуток времени от момента появления зрительного или слухового сигнала об изменившейся обстановке до соответствующего ответного действия водителя. Например, время до нажатия на тормозную педаль или поворота рулевого колеса от момента появления сигнала. Реакция у различных людей неодинакова. Например, время реакции является одной из важнейших характеристик водителей, у большинства водителей время реакции лежит в пределах от 0,5 до 2,0 с.

Экспертиза ГИБДД и МВД использует более точные формулы и методики для определения времени реакции водителя. Но чаще всего при анализе ДТП экспертам важнее знать время начала торможения или тормозной путь, в этом случае

время реакции водителя по стандарту принято считать 0.8 с.

Разумеется, всегда желательно, чтобы время реакции было как можно меньше (что соответствует большей скорости реакции), так как торможение автомобиля фактически начинается только по истечении этого времени.

Если, например, автомобиль движется со скоростью 90 км/ч, то за 1 сек он проходит 25 м. Следовательно, если время реакции водителя равно 1 с, то на протяжении 25 м тормоза автомобиля даже не будут приведены в действие! Таким образом, "цена" всего лишь одной десятой доли секунды в этом примере 2,5 м движения автомобиля. (см. Приложение № 3.), что может стоить жизни перебегающему дорогу человеку, видящему автомобиль на достаточном по его мнению расстоянии.

Практическая часть.

Определение скорости реакции человека.

Берется деревянная линейка 50 см в длину, на ней ставиться засечка (посередине). На стене делается отметка.

Ассистент прижимает вертикально расположенную линейку к стене так, чтобы засечка на ней совпадала с отметкой на стене.

Затем, отвлекая внимание участника эксперимента, отпускает линейку в свободное падение. Участник должен остановить падение линейки, так быстро, как сможет.

Ассистент отмечает новое положение засечки линейки и производит замер её полета (h), т.е. расстояние между отметками на стене.

Скорость реакции вычисляется по формуле: t= 2 hg ,

где g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с., t –скорость реакции, с, h - расстояние между отметками на стене (см. Приложение № 4.).

Анализ полученных результатов:

Знак « - » обозначает, что участник опыта не успел остановить линейку до того как она коснулась пола. Количество участников с замедленной реакцией оказалось равно 70%.

Сравнение скорости реакции двух человек.

Сравнить скорость реакции двух человек можно и более простым способом.

Первый партнер становится напротив и располагает открытую ладонь так, чтобы второму было удобно по ней бить своей ладонью. Второй партнер бьет по ладони первого в произвольные моменты времени. Задача первого - убрать ладонь (один балл), задача второго – попасть (один балл), в случае неудачи того или другого – 0 баллов. Ведется счёт (наибольшее число очков – лучшая скорость реакции). Затем партнеры меняются. (см. Приложение № 5.)

Анализ полученных результатов:

Скорость реакции человека (см. Приложение №5) зависит от индивидуальных особенностей партнеров.

У одних участников опыта (Витя) скорость реакции не зависит от особенностей источника сигнала (индивидуальных особенностей партнера); у других (Марина, Вадик, Кирилл) скорость реакции зависит от особенностей источника сигнала; у третьих (Саша) скорость реакции всегда меньше независимо от особенностей источника сигнала (всегда меньше, чем у партнера).

Таким образом, по результатам опыта участник Витя - обладает максимальной скоростью реакции. Марина, Вадик, Кирилл – обладают хорошей скоростью реакции, но она зависит от особенностей источника сигнала, а значит не во всех случаях от этих участников можно ожидать должной скорости реакции (Например, Витя отреагирует мгновенно торможением и на красный сигнал светофора, и на перебегающего неожиданно улицу человека. Марина, Вадик, Кирилл – отреагировав мгновенно на красный сигнал светофора, могут не сразу отреагировать на перебегающего улицу человека.)

Данным способом можно определить максимальную, среднюю, минимальную скорость реакции, не измеряя отдельно скорость реакции каждого участника опыта, а сравнив полученные результаты.

Время реакции водителей.

Ассистенты договариваются с водителем о скорости движения транспортного средства (водитель выбирает удобную для него скорость в соответствии с личным транспортным средством) и о ключевом слове, обозначающим остановку (например, слово «Стоп»). Один ассистент договаривается с другим о месте, в котором водитель должен начать торможение (были выбраны три пункта - пересечение улиц Некрасова и Третьякова, Хлеборобской и Третьякова, Маркова и Третьякова.). Водителю не сообщается это место. Первый ассистент садится в машину с водителем и от точки начала эксперимента (пересечения улиц Кучерявого и Третьякова) начинает движение с водителем по прямой (по одной улице). (см. Приложение № 6.) Набрав определенную скорость (обговоренную ранее), водитель должен постараться двигаться равномерно. Доехав до места торможения, первый ассистент произносит ключевое слово. Водитель должен среагировать и начать торможение. После полной остановки транспортного средства второй ассистент, наблюдавший за торможением, измеряет тормозной путь. Примерное время реакции водителя определяем по таблице (см. Приложение № 3.). Данный опыт повторяем 3 раза для каждого водителя, определяя после эксперимента среднее время реакции.

Главная задача опытов - измерить тормозной путь и вычислить скорость реакции водителя по специальной таблице. Но при этом не должна была создаваться помеха уличному движению. Из-за этой проблемы пришлось подбирать время проведения опытов. (В основном это было ранее утро, когда движение в выбранном районе отсутствует). Еще одна проблема была в том, что все опыты по разным обстоятельствам нельзя было провести в один день, а погодные условия могли повлиять на состояние покрытия дороги и, следовательно, на точность опытов. Учитывая это, все опыты проводились при сходных погодных условиях (покрытие дороги должно быть сухим). Измерения проводились по три раза, в таблицу вносилось среднеарифметическое значение трех результатов.

Чистота измерений в экспериментах осложнялась тем, что каждый водитель участвовал в опыте на своем транспортном средстве (разные технические характеристики и возможности). Это обстоятельство нельзя было изменить, так как каждый водитель привык к вождению именно своего транспортного средства и переход на другое мог внести еще более существенную разницу в условия проведения опыта для каждого водителя (см. Приложение № 7., Таблица №1.)

Эти же опыты проводились после изменения состояния водителя (см. Приложение № 7, Таблица №2.)

Анализ полученных результатов:

Скорость реакции не зависит от стажа вождения, от вида транспортного средства, от возраста водителя. Предполагаю, что она определяется индивидуальными особенностями организма человека (Скорость реакции разная у всех людей с рождения – определяется особенностями нервной системы человека, его эмоциональными и психическими характеристиками). Но опыты показали, что при плохом самочувствии или сильной усталости скорость реакции ухудшается.

В двух разных опытах, связанных с определением скорости реакции, принимал участие Вадик Я.. Результаты опытов оказались сходны, а значит, эти методы можно считать эффективными.

Из проделанных опытов видно, что время реакции участвовавших в эксперименте водителей не совпадает с эталонным временем, принимаемым экспертами ГИБДД равным 0,8 с. Таким образом, участники эксперимента могут являться, особенно при неблагоприятных условиях на дорогах, потенциальной угрозой совершения ДТП.

«Исследование механических параметров человека»

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Жизненная ёмкость лёгких человека.

Теоретическая часть.

Лёгкие у человека - парный орган дыхания. Лёгкие заложены в грудной полости , прилегая справа и слева к сердцу, имеют форму полуконуса, основание которого расположено на диафрагме , а верхушка выступает на 1-3 см выше ключицы. Правое лёгкое состоит из 3, а левое из 2 долей. Скелет лёгкого образуют древовидно разветвляющиеся бронхи. Каждое лёгкое покрыто серозной оболочной - легочной плеврой и лежит в плевральном мешке. Внутренняя поверхность грудной полости покрыта пристеночной плеврой. С внутренней (сердечной) поверхности в лёгких имеется углубление - ворота лёгких. В них входят бронхи, легочная артерия, и выходят две легочных вены. Легочная артерия ветвится параллельно ветвлению бронхов. При вдохе давление в легком ниже атмосферного, а при выдохе - выше, что дает возможность воздуху поступать внутрь легкого. (см. Приложение № 8.)

Процесс внешнего дыхания обусловлен изменением объема воздуха в легких в течение фаз вдоха и выдоха дыхательного цикла. При спокойном дыхании соотношение длительности вдоха к выдоху в дыхательном цикле равняется в среднем 1:1,3. Внешнее дыхание человека характеризуется частотой и глубиной дыхательных движений.

Частота дыхания человека измеряется количеством дыхательных циклов в течение 1 мин и ее величина в покое у взрослого человека варьирует от 12 до 20 в 1 мин. Этот показатель внешнего дыхания возрастает при физической работе, повышении температуры окружающей среды, а также изменяется с возрастом. Например, у новорожденных частота дыхания равна 60-70 в 1 мин, а у людей в возрасте 25-30 лет - в среднем 16 в 1 мин.

Глубина дыхания определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в течение одного дыхательного цикла. Произведение частоты дыхательных движений на их глубину характеризует основную величину внешнего дыхания - вентиляцию легких. Количественной мерой вентиляции легких является минутный объем дыхания - это объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает за 1 мин.

Величина минутного объема дыхания человека в покое варьирует в пределах 6-8 л. При физической работе у человека минутный объем дыхания может возрастать в 7-10 раз.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – это показатель внешнего дыхания, представляющий собой объем воздуха, выходящего из дыхательных путей при максимальном выдохе, произведенном после максимального вдоха. (см. Приложение № 9.) Полная ёмкость лёгких примерно равна 5000 см³, обычный вдох составляет 500 см³, жизненная (при максимальном вдохе и выдохе) - приблизительно 3500-4500 см³.

В зависимости от его модификации возможно определение этого показателя тремя методами: ЖЕЛ вдоха, ЖЕЛ выдоха и двухстадийное определение ЖЕЛ

Для определения ЖЕЛ вдоха (метод 1) после нескольких спокойных дыхательных циклов человека инструктируют выдохнуть весь возможный объем воздуха из легких. При этом задействуется резервный объем выдоха. Сразу же вслед за этим его просят из положения полного выдоха как можно более глубоко вдохнуть, до ощущения максимального наполнения легких воздухом, тем самым задействовав резервный объем вдоха.

Для определения ЖЕЛ выдоха (метод 2) человек сначала делает максимально полный вдох из положения спокойного выдоха, а затем из положения полного вдоха максимально полно завершает выдох.

Двухстадийное определение ЖЕЛ (метод 3) - после спокойного вдоха человек делает максимально полный выдох, затем возвращается к обычному спокойному дыханию и лишь после нескольких дыхательных движений делает максимально полный вдох из положения спокойного выдоха.

Практическая часть.

Определение жизненной емкости легких теоретическим методом.

Теоретическое значение ЖЕЛ можно вычислить по формуле :

Для юношей - ЖЕЛ = [рост (м) 5,2 – возраст (лет) 0,022] – 4,2

Для девушек - ЖЕЛ = [рост (м) 4,1 – возраст (лет) 0,018]– 3,7

Норма ЖЕЛ: для юношей 2,8 – 3,8 л

Для девушек 2,5 - 2,8 л

Определение жизненной емкости легких практическим способом при помощи шарика.

Человек делает глубокий вдох через нос и максимальный выдох в шарик. Не отнимая шарик ото рта, повторяем эти действия 3 раз. Измеряется диаметр шарика. Объем вычисляем по формуле:

V = πd36

Где d – найденный диаметр шарика.

Разделив полученный объём шара на 3, получаем ЖЕЛ. (см. Приложение № 10.)

Анализ полученных результатов двух опытов:

Значения ЖЕЛ, определенные практическим путём при помощи шарика и с помощью формул, разработанных специалистами-биологами, приблизительно совпадают. Таким образом, с помощью шарика можно определить достаточно точно значение ЖЕЛ.

Значения ЖЕЛ не у всех участников соответствуют установленным нормам. Считаю, что данным участникам эксперимента необходимо обратиться к специалистам, т. к. отклонение значения ЖЕЛ от нормы свидетельствует о возможно неправильном развитии грудной клетки.

«Исследование механических параметров человека»

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Заключение.

В данной исследовательской работе опытным путем были определены некоторые механические параметры человека: плотность тела; скорость реакции человека, в том числе и время реакции водителей при торможении транспортного средства; жизненная емкость легких человека.

В результате опытов было выяснено, что плотность тела человека определяется не только природой (зависимость от пола человека), но также зависит и от самого человека, от образа его жизни: питания, режима дня, занятия спортом. Следует отметить, что меньшая плотность тела человека по сравнению со сверстниками свидетельствует о физической слабости человека, о слабых мышцах (плотность жировой ткани, намного меньше мышечной), о возможности непереносимости им тяжелых физических нагрузок.

При измерении времени и скорости реакции участников эксперимента было выяснено, что у многих участников скорость реакции очень замедленная (см. Приложение №4). У некоторых участников эксперимента скорость реакции зависела от особенностей источника сигнала, у некоторых – нет (см. Приложение №5). По результатам опытов можно сделать вывод, что скорость реакции разная у всех людей с рождения – определяется особенностями нервной системы, эмоциональными и психическими характеристиками человека. Однако опыты показали, что при плохом самочувствии или сильной усталости скорость реакции ухудшается.

Многие профессии требуют усиленного внимания и хорошей скорости реакции, поэтому при выборе профессии и приеме на работу эти характеристики человека являются немаловажными.

Измерения ЖЕЛ участников эксперимента показали, что некоторым участникам эксперимента, у которых наблюдалось отклонение от нормы, возможно необходимо обследовать свой организм у специалистов.

Человек – существо многогранное: он покорил высочайшие горные вершины, опустился в самые глубокие точки Мирового океана, побывал на Луне, расщепил атомное ядро. Но чаще всего мы не задумываемся, а что же мы представляем собой, что мы можем сделать, какими возможностями и ресурсами обладаем? От ответов на эти вопросы зависит выбор жизненных целей человека, его образа жизни, выбор профессии. Поэтому знание особенностей своего организма с точки зрения законов физики, безусловно, важно и необходимо.

«Исследование механических параметров человека»

Работу выполнила: ученица

11 кл. МОУ СОШ №5

МО Кореновский район

Ерёменко Марина Юрьевна

Список используемой литературы

1. Ц.Б.Кац «Биофизика на уроках физики», Просвещение, Москва, 1988

2. А.Н.Ремизов, А.Г.Максина «Медицинская и биологическая физика», Дрофа, Москва, 2003

3. М.В.Волькенштейн «Биофизика», Наука, Москва, 1988

4. А.Б.Рубин «Биофизика» Высшая школа, Москва, 1987

5. К.Ю.Богданов «Физик в гостях у биолога», Наука, Москва, 1986

6. В.Р.Ильченко «Перекрестки физики, химии, биологии», Просвещение, Москва, 1986

7. А.Г.Хрипкова «Физиология человека», Просвещение, Москва, 1971

8. Б.Р.Иваницкий «Мир глазами биофизика», Москва, 1985

9. Дж.Мэрион. «Общая физика с биологическими примерами», Москва, 1986

10. А.В.Хуторской «Увлекательная физика», Москва, 2000

Приложения

Приложение № 1.

Таблица 1. Плотности тел людей, участвующих в эксперименте.

Данные				Измерения
Имя	Возраст, лет	Рост, см	Вес, кг	а, м	b, м	h, м	Плотность тела, кг/м 3
Никита				1.14	0.58		1058
Кирилл					0.35	0.11	1039
Вадик					0.55	0.08
Витя						0.07	1000
Среднее значение плотности тела юношей							1002
Марина						0.08	1013
Наташа					0.35	0.09
Яна					0.35
Катя						0.07	1031
Лика				1.35	0.45	0.11
Среднее значение плотности тела девушек

Таблица 2. Сравнение плотностей тел людей с учетом отношения к спорту.

Данные
Имя	Возраст, лет	Рост, см	Вес, кг	Отношение к спорту (положительное или отрицательное)	Предпочи-таемый вид Спорта	Плотность тела, кг/м 3	Плотность тела больше:
Никита					Бокс	1058
Кирилл					Футбол	1039
Витя						1000
Вадик
Катя					Тхеквандо	1031
Марина					Гимнастика	1013
Лика
Яна

Приложение № 2.

Таблица. Время реакции человека на разные виды раздражающих сигналов.

Виды раздражающих сигналов		Время, по истечении которого органы ощущения человека отвечают на различные раздражающие сигналы, с.
Осязательные		0,09 - 0,22
Звуковые		0,12 - 0,18
Болевые		0,13 - 0,89
Световые		0,15 - 0,22
Температурные		0,3 - 1,6
Вкусовые
	На соленое	0,31
	На сладкое	0,45
	На горькое	0,12

Приложение № 3.

Таблица. Зависимость тормозного пути (м) от времени реакции водителя (с) и скорости движения автомобиля (км/ч). (Таблица разработана специалистами по изучению эмоционального и психического состояния человека, взята из сети Интернет)

Время реакции водителя, Скорость автомобиля, км/ч
		11.1	13.9	20.8	27.8
		13.3	16.7	25.0	33,3
		15.6	19.4	29.2	38.9
	11.1	17.8	22.2	33.3	44.4
	12.5	20.0	25.0	37.5	50.0
	13.9	22.2	27.8	41.7	55.5

Приложение № 4.

Таблица. Определение времени реакции разных людей.

Имя	h, см	Примерное время реакции, с
Аня
Вадик П.
Вадик Я.
Лена
Максим
Даша
Саша А.
Саша П.
Катя
Юля
Яна

Вадик

Саша

Кирилл

Марина

Приложение № 6.

Схема улиц в районе проведения опытов, связанных с определением скорости реакции водителей. (Синим цветом обозначена точка начала движения, красным - обговоренная точка начала торможения. Каждый водитель трижды стартовал, и в каждом случае были использованы одна и та же точка начала движения и те же точки начала торможения.)

Приложение № 7.

Таблица 1.Определение времени реакции водителей.

ВАЗ-21099

Suzuki

Владимир Н.

SCANIA

1.05

Mitsubishi

Владимир Д.

ВАЗ-2114

Таблица 2. Измерение времени реакции водителей

при плохом самочувствии или сильной усталости.

Приложение № 8.

Схема лёгких человека . 1-Трахея

2-Лёгочная артерия

3-Лёгочная вена

4-Альвеолярный ход

5-Альвеолы

6-Сердечная вырезка левого лёгкого

7-Бронхиолы

8-Третичные бронхи

9-Вторичные бронхи

10-Главные бронхи

Приложение № 9.

Жизненная ёмкость легких.

Приложение № 10.

Таблица. Вычисление теоретического значения жизненной емкости легких, сравнение его с практическим и нормальным значением. 2.8 – 3.8

3.65

Вадик

1.74

2.8 – 3.8

4.47

Никита

1.82

2.8 – 3.8

4.89

4.77

4.83

Кирилл

2.8 – 3.8

4.31

4.25

Яна

1.55

2.5 – 2.8

Лика

1.74

2.5 – 2.8

3.18

Марина

1.67

2.5 – 2.8

2.86

2.72

Наташа

2.5 – 2.8

2.57

Исследуя движения человека, измеряют:

1.количественные показатели механического состояния тела

2.двигательной функции тела

3.характер самих движений.

Регистрируют биомеханические характеристики тела: размеры, пропорции, распределение масс, подвижность в суставах и др., движений всего тела и его частей (звеньев).

Биомеханические характеристики - это меры механического состояния биосистемы и его изменения (поведения).

Количественные характеристики измеряются, или вычисляются; они имеют численное значение и выражают связи одной меры с другой (скорость - пример связи пройденного пути со временем, затраченным на него). Изучая количественные характеристики, дают определение (что это такое) и устанавливают способ измерения (чем измеряется).

Качественные характеристики описываются обычно словесно, без точной количественной меры (например, напряженно, свободно, плавно, рывком).

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Кинематика движений человека определяет геометрию (пространственную форму) движений и их изменения во времени (характер) без учета масс и действующих сил. Она дает в целом только внешнюю картину движений. Причины же возникновения и изменения движений (их механизм) раскрывает уже динамика.

Кинематические характеристики тела человека и его движений - это меры положения и движения человека в пространстве и во времени: пространственные, временные и пространственно-временные.

Кинематические характеристики дают возможность сравнивать размеры тела и его звеньев, а также кинематические особенности движений у разных спортсменов. От учета этих характеристик во многом зависит индивидуализация техники спортсменов, поиск оптимальных именно для них особенностей движений.

Системы отсчета расстояния и времени

Движения человека и спортивных снарядов можно измерить только сравнивая их положения с положением выбранного для сравнения тела (тело отсчета), т. е. все движения рассматриваются как относительные.

Система отсчета (расстояния ) - условно выбранное твердое тело, по отношению к которому определяют положение других тел в разные моменты времени.

В мире не существует абсолютно неподвижных тел, все тела движутся. Но одни из них движутся так, что изменения их скорости (ускорения) несущественны для решения данной задачи и ими можно пренебречь, - это инерциальные системы отсчета. Такие тела - Земля и тела, связанные с нею неподвижно (дорожка, лыжня, гимнастический снаряд). В подобной системе покоящиеся тела не испытывают действия сил; значит, в ней ни одно движение не начинается без действия силы.

Другие тела движутся с ускорениями, которые существенно влияют на решение данной задачи, - это неинерциальные системы отсчета (скользящая лыжа, раскачивающиеся кольца) 1 . В таких случаях способы расчета и объяснения особенностей движений уже иные, что надо обязательно учитывать.

С телом отсчета связывают начало и направление измерения расстояния и устанавливают единицы отсчета. Для точного определения спортивного результата правила соревнований предусматривают, по какой точке (пункт отсчета) ведется отсчет (по уровню лыжных креплений, по выступающей точке грудной клетки спринтера, по заднему краю следа приземляющегося прыгуна и т. п.).

Движущееся тело рассматривают либо как материальную точку, положение которой определяют, либо на нем выделяют пункты отсчета (определенная точка на теле человека). В случае вращательного движения выбирают линию отсчета. Для описания (задания)

движения применяют естественный, векторный и координатный способы.

При естественном способе положение точки - дуговую координату л - отсчитывают от начала отсчета 0, выбранного на заранее известной траектории (рис. I , а). При векторном способе положения точки определяют радиус-вектором г (рис. 1, б), проведенным из центра 0 данной системы координат к интересующей точке (А).

Рис. 1.

Система отсчета расстояний:

а - естественная, 6 - векторная, в и г - прямоугольных координат: в - на плоскости, г - В пространстве

При способе прямоугольных координат (на плоскости и в пространстве) точку пересечения взаимно перпендикулярных координатных осей О (начало координат) принимают за начало отсчета (рис. 1, в, г). Чтобы определить положение некоторой точки А (пункт отсчета) относительно начала отсчета, находят ее проекции (А„ , А у , А 7 ) на оси координат. Расстояния от начала координат до проекций этих точек на осях координат (координаты в пространстве: ОА К - абсцисса, О/4 У - ордината и ОА 7 -аппликата) определяют положение точки А в данной системе отсчета 0 ху7 . Когда точка А перемещается в пространстве, то изменяются численные значения координат.

Устанавливают единицы измерения расстояния - линейные и угловые. В международной системе единиц (СИ) принята основная.

линейная единица - метр (м), кратная ей - километр (1 км= 1000 м), дольные - сантиметр (1 см = 0,01 м), миллиметр (1 мм = 0,001 м) и др 1 . Из угловых единиц применяются: а) градус, минута, секунда - при измерении углов (окружность = 360°, градус = 60" , минута = 60"); б) оборот - при приближенном подсчете поворотов вокруг оси (оборот = 360°, пол-оборота = 180° и т.д.); в) радиан (для расчетов по формулам) - угол между двумя радиусами круга, вырезающими на окружности дугу, равную по длине радиусу (радиан =57° 17 44",8"; 1° = 0,01745 рад.).

Системы отсчета времени

В систему отсчета времени входят определенное начало и единицы отсчета.

За начало отсчета времени принимают: а) полночь - во всех учреждениях, на транспорте, на предприятиях связи и т. п.; б) полночь и полдень - в обычных житейских условиях и в) судейское время («секундомеры на ноль») - в условиях соревнований. В биомеханике за начало отсчета времени обычно принимается либо момент начала всего движения или его части, либо момент начала наблюдения за движением. В течение одного наблюдения пользуются только одной системой отсчета времени.

За единицу отсчета времени принимают секунду (с; 60с=1 мин; 60 мин = 1 час), а также доли секунды - десятая, сотая, тысячная (миллисекунда). Направление течения времени в действительности - от прошлого к будущему. Исследуя движение, можно отсчитывать время и в обратном направлении - к прошлому (за 0,02 с до удара; 0,05 с до отрыва ноги от опоры и т. д.).

Пространственные характеристики

Пространственные характеристики позволяют определять положения, например исходное для движения и конечное (по координатам), и движения (по траекториям).

Движения человека можно изучать рассматривая его тело (в зависимости от поставленных задач) как материальную точку, как одно твердое тело или как систему тел.

Тело человека рассматривают как материальную т о ч -к у, когда перемещение тела намного больше, чем его размеры (если не исследуют движения частей тела и его вращение).

Тело человека приравнивают к твердому телу, когда можно не принимать во внимание взаимные перемещения его звеньев и деформации тканей, когда важно учитывать лишь его размеры, расположение в пространстве и ориентацию (в частности, при изучении условий равновесия, вращения тела в постоянной позе).

Тело человека изучают как систему тел, когда важны еще

и особенности движений звеньев тела, влияющие на выполнение двигательного действия.

Поэтому, определяя основные пространственные характеристики движений человека (координаты и траектории), заранее уточняют, к какому материальному объекту (точке, телу, системе тел) приравнивают в данном случае тело человека.

Координаты точки, тела и системы тел

Координаты точки - это пространственная мера местоположения точки относительно системы отсчета. Местоположение точки определяют измеряя, например, ее линейные координаты ух, л- у, г 2 ; формула размерности" : [л]= Ь.

По координатам определяют, где находится изучаемая точка (например, пункт отсчета на теле человека) относительно начала отсчета. Как известно, положение точки на линии определяет одна координата, на плоскости - две, в пространстве - три координаты. Положение твердого тела в пространстве можно определить по координатам трех его точек (не лежащих на одной прямой). Можно также определить местоположение одной из точек тела (по ее линейным координатам) и ориентацию тела относительно системы отсчета (по угловым координатам).

Положение системы тел (звеньев тела человека), которая может изменять свою конфигурацию (взаимное расположение звеньев), определяют по положению каждого звена в пространстве (рис. 2, а). Удобно использовать при этом угловые координаты (рис. 2,6), например суставные углы, и по ним, устанавливать позу тела как взаимное, расположение его звеньев. Практически нередко сочетают: 1) определение " местоположения какой-либо точки (например, общего центра масс тела или точки опо-)ы); 2) определение позы (взаимного расположения звеньев), 3) опре-;еление ориентации тела (по линии отсчета, проведенной в теле).

Изучая движение, нужно определить: 1) исходное положение, из оторого движение начинается 2 ; 2) конечное положение, в котором вижение заканчивается; 3) ряд мгновенных (непрерывно сменяющихся) ромежуточных положений, которые принимает тело при движении.

Кинокадры какого-либо упражнения показывают как раз такие положения. В механике описать движение (найти закон движения) - значит определить положение любой точки системы в любой момент времени. Иначе говоря, определить в любой момент времени координаты пунктов или линий отсчета, отмеченных на теле, по которым изучают его движение в пространстве.

Траектория точки

Траектория точки - это пространственная характеристика движения: геометрическое место положений движущейся точки в рассматриваемой системе отсчета. На траектории определяют ее длину, кривизну и ориентацию в пространстве, а также перемещение точки.

Траектория - это непрерывная линия, воображаемый след движущейся точки 1: она дает пространственный рисунок движения точки (рис. 3). Расстояние по траектории показывает, каков путь точки 2: = Ь-

В прямолинейном движении (направление его не изменяется) (рис. 4) путь точки при движении в одну сторону равен расстоянию от начального положения до конечного. В криволинейном движении (направление его изменяется) путь точки равен расстоянию по траектории в направлении движения от начального положения до конечного.

Кривизна траектории (к) показывает, какова форма движения точки в пространстве. Чтобы определить кривизну траектории, измеряют радиус кривизны (К). Кривизна - величина, обратная радиусу:

Если траектория является дугой окружности, то ее радиус кривизны постоянный. С увеличением кривизны ее радиус уменьшается, и наоборот, с уменьшением - увеличивается.

Ориентация траектории в пространстве при одной и той же ее форме может быть разная. Ориентацию для прямолинейной траектории определяют по координатам точек начального и конечного положений; для криволинейной траектории - по координатам этих двух точек и третьей точки, не лежащей с ними на одной прямой линии.

Перемещение точки показывает, в каком направлении и на какое расстояние сместилась точка. Перемещение (линейное) находят по разности координат точки в моменты начала и окончания движения (в одной итой же системе отсчета оасстояния):

Перемещение определяет размах и направление движения. В случае, когда в результате движения точка вернулась в исходное положение,

перемещение, естественно, равно нулю. Перемещение - это не само движение, а лишь его окончательный результат, расстояние по прямой и ее направление от начального до конечного положения.

Рассматривают элементарное перемещение (ей) точки - из данного положения в положение, бесконечно близкое к нему. Геометрическая сумма элементарных перемещений равна конечному перемещению из начального положения в конечное. На криволинейной траектории элементарное перемещение считают равным пути.

Перемещение тела при поступательном и вращательном движении измеряется различно. Перемещение тела линейное (в поступательном его движении) можно определить по линейному перемещению любой его точки. Ведь в поступательном движении прямая, соединяющая две любые точки тела, перемещаясь (прямолинейно либо криволинейно), остается параллельной своему начальному положению. Все точки тела движутся одинаково: по подобным траекториям, с одинаковыми скоростями и ускорениями. Достаточно из координаты конечного положения любой точки тела вычесть соответствующую координату ее начального положения, чтобы определить перемещение всего тела.

Перемещение тела угловое (во вращательном его движении) определяют по углу поворота. При вращательном движении тела в нем имеется линия, все точки которой остаются во время всего движения неподвижными (лежат на оси). Остальные же точки тела движутся по дугам окружностей, центры которых лежат на этой неподвижной линии - оси вращения (рис. 4, в). Рассматривают также элементарное угловое перемещение (с/ф) тела из данного углового положения в положение, бесконечно близкое к нему.

Любое движение тела в пространстве можно представить как геометрическую сумму его поступательного и вращательного (относительно любого полюса, в частности его центра масс) движений.

Перемещение системы тел (биомеханической системы), изменяющей свою конфигурацию, определить намного сложнее. В самых упрощенных случаях движение ее рассматривают как движение одной материальной точки - обычно общего центра масс (ОЦМ). Тогда можно проследить за перемещением всего тела человека «в целом», оценить в известной мере общий результат его двигательной деятельности. Но останется неизвестным, в результате каких именно движений достигнуто перемещение ОЦМ. Иногда перемещение тела человека представляют в виде перемещения условно связанной с ним линии (линия отсчета).

Изучение движений звеньев тела человека позволяет более подробно рассмотреть перемещение его тела. В некоторых случаях несколько подвижных частей (например, все кости стопы, кисти или предплечья, даже туловища) рассматриваются как одно звено - тогда уже можно в общих чертах уловить особенности движений, хотя взаимное движение многих звеньев не учитывается и их деформациями пренебрегают. Однако получить полную картину перемещений всех основных элементов тела (включая и внутренние органы, и жидкие ткани) при существующих методах исследования пока еще невозможно. В любом научном исследовании приходится прибегать к более или менее значительному упрощению.

В машинах, характеризующихся определенностью движений, имеется вполне определенный закон движений. В биомеханических системах, характеризующихся неопределенностью движений в сочленениях, стараются добиваться требуемой определенности, но возможности найти закон движения всех звеньев тела в целом очень невелики. Они несколько больше в видах спорта, где техническое мастерство проявляется (и в значительной мере) именно в точном воспроизведении заранее заданных, детально определенных движений (например, в гимнастике, фигурном катании на коньках).

Временные характеристики

Временные характеристики раскрывают движение во времени: когда оно началось и закончилось (момент времени), как долго длилось (длительность движения), как часто выполнялось движение (темп), как они были построены во времени (ритм). Вместе с пространственно-временными характеристиками они определяют характер движений человека.

Определяя, где была точка в пространстве, необходимо определить, когда она там была.

Момент времени

Момент времени - это временная мера положения точки тела и системы. Момент времени (г) определяют промежутком времени до него от начала отсчета..

Момент времени определяют не только для начала и окончания движения, но и для других важных мгновенных положений. В первую очередь это моменты существенного изменения движения: заканчивается одна часть (фаза) движения и начинается следующая (например, отрыв стопы от опоры в беге - это момент окончания фазы отталкивания и начала фазы полета). По моментам времени определяют длительность движения.

Длительность движения

Длительность движения - это его временная мера, которая измеряется разностью моментов времени окончания и начала движения:

Длительность движения представляет собой промежуток времени между двумя ограничивающими его моментами времени. Сами моменты (как границы между двумя смежными промежутками времени) длительности не имеют. Ясно, что, измеряя длительность, пользуются одной и той же системой отсчета времени. Узнав расстояние, пройденное точкой, и длительность ее движения, можно определить ее скорость. Зная длительность движений, определяют также их темп и ритм.

Темп движений

В повторных движениях одинаковой длительности темп характеризует их протекание во времени.

Темп движений " - это временная мера их повторности. Он измеряется количеством движений, повторяющихся в единицу времени (частота движений):

Темп - величина, обратная длительности движений. Чем больше длительность каждого движения, тем меньше темп, и наоборот. В повторяющихся (циклических) движениях темп может служить показателем совершенства техники. Например, частота движений у лыжников, пловцов, гребцов высокой квалификации (при более высокой скорости передвижения) больше, чем у менее подготовленных. Известно, что с утомлением темп движений изменяется: он может повышаться (например, при укорочении шагов в беге) или понижаться (например, при неспособности поддерживать его в лыжном ходе).

Ритм движений

Ритм движений (временной) - это временная мера соотношения частей движений. Он определяется по соотношению длительности частей движения:

Ритм движений характеризует, например, отношение времени опоры к времени полета в беге или времени амортизации (сгибания колена) к времени отталкивания (выпрямления ноги) при опоре. Примером соотношения длительности и частей движения может служить ритм скользящего шага на лыжах (соотношение длительности пяти фаз шага). С изменением темпа шагов изменяется и их ритм (рис. 5). Кроме временных можно определить еще пространственные показатели ритма (например, отношение длины выпада в шаге на лыжах к длине скольжения).

Чтобы определить ритм (временной), выделяют фазы, которые различаются по задаче движения, по его направлению, скорости, ускорению и другим характеристикам. Ритм отражает прилагаемые усилия, зависит от их величины, времени приложения и других особенностей движений. Поэтому по ритму движений можно в известной мере судить об их совершенстве. В ритме особенно важны акценты - большие усилия и ускорения - их размещение во времени. При овладении упражнениями иногда лучше сначала задать ритм, чем подробно описывать детали движений; это помогает быстрее понять особенности изучаемого упражнения, его построение во времени.

В каждом движении есть различающиеся части, например подготовительные и исполнительные (основные) движения, разгон и торможение. Значит, ритм можно определить в каждом упражнении. Так называемые «неритмичные» движения - это не вообще лишенные рит-

ма движения, а движения с отклонениями от заданного рационального ритма. Иначе говоря, неритмичные движения - это движения без определенного постоянного ритма или с неправильным, нерациональным ритмом.

Пространственно-временные характеристики

По пространственно-временным характеристикам определяют, как изменяются положения и движения человека во времени, как быстро человек изменяет свои положения (скорость) и движения (ускорение).

Скорость точки и тела

Скорость точки - это пространственно-временная мера движения точки (быстроты изменения ее положения). Скорость равна первой производной по времени от расстояния в рассматриваемой системе отсчета:

Скорость точки определяется по изменению ее координат во времени. Скорость - величина векторная, она характеризует быстроту движения и его направление. Так как скорость движений человека чаще всего не постоянная, а переменная (движение неравномерное и криволинейное), для разбора упражнений определяют мгновенные скорости.

Мгновенная скорость - это скорость в данный момент времени или в данной точке траектории, как бы скорость равномерного движения на очень малом участке траектории около данной точки траектории. Мгновенную скорость можно себе представить как такую, которую сохранило бы тело с того момента, когда все силы перестали на него действовать. Средняя же скорость - это такая скорость, с которой точка в равномерном движении за то же время прошла бы весь рассматриваемый путь. Средняя скорость позволяет сравнивать неравномерные движения.

Скорость точки (линейная) в прямолинейном движении направлена по траектории, в криволинейном - по касательной к траектории в каждой рассматриваемой ее точке.

Скорость тела определяют по скорости его точек. При поступательном движении тела линейные скорости всех его точек одинаковы по величине и направлению. При вращательном движении определяют угловую скорость тела как меру быстроты изменения его углового положения. Она равна по величине первой производной по времени от углового перемещения:

Чем больше расстояние от точки тела до оси вращения (т. е. чем больше радиус), тем больше линейная скорость точки. Скорость вращательного движения твердого тела (в радианах) равна отношению линейной скорости каждой точки к ее радиусу (при постоянной оси вращения). Угловая скорость (со) для всех точек тела, кроме лежащих на оси, одинакова:

Значит, линейная скорость любой точки вращающегося тела, не лежащей на оси, равна его угловой скорости, умноженной на радиус вращения этой точки (расстояние от нее до оси вращения). Скорости сложного движения твердого тела можно определить по линейной скорости любого полюса и угловой скорости вращения тела относительно этого полюса (например, вокруг оси, проходящей через центр масс - ЦМ).

Скорость системы тел, изменяющей свою конфигурацию, нельзя определить таким же образом, как угловую скорость твердого тела. В этом случае определяют линейную скорость ОЦМ системы. Часто определяют линейные скорости точек звеньев тела (проекций осей суставов на поверхность тела). Кроме того, при изменениях позы определяют угловые скорости звеньев тела относительно суставных осей; эти скорости обычно изменяются по ходу движедия. Для биомеханического обоснования техники нужно в каждом случае выбрать, какие скорости каких звеньев и точек следует определить.

1 Надо всегда указывать, скорость какого объекта определяется (например, скорость бегуна), а не «скорость движения».

Ускорение точки и тела

Ускорение точки - это пространственно-временная мера изменения движения точки (быстрота изменения движения - по величине и направлению скорости). Ускорение точки равно первой производной по времени от скорости этой точки в рассматриваемой системе отсчета:

Ускорение точки определяется по изменению ее скорости во времени. Ускорение - величина векторная, характеризующая быстроту изменения скорости по ее величине и направлению в данный момент (мгновенное ускорение) 1 .

Касательное ускорение будет положительным, когда скорость точки увеличивается, и отрицательным, когда она уменьшается. Если касательное ускорение равно нулю, то скорость по величине постоянная. Если нормальное ускорение равно нулю, то направление скорости постоянное.

Угловое ускорение тела определяется как мера быстроты изменения его угловой скорости. Оно равно первой производной по времени от угловой скорости тела:

Различают ускорение тела линейное (в поступательном.движении) и угловое (во вращательном движении). Отношение линейного ускорения каждой точки вращающегося тела к ее радиусу равно угловому ускорению (е) в радианах в секунду в квадрате. Значит, линейное ускорение любой точки вращающегося тела равно по величине его угловому ускорению, умноженному на радиус вращения этой точки:

Ускорение системытел* изменяющей свою конфигурацию, определяется еще сложнее, чем скорость. Ускорение служит хорошим показателем качества приложенных усилий (рис. 6).

" Среднее ускорение за время движения, особенно в тех случаях, когда оно меняет знак, обычно не определяют, поскольку оно не характеризует достаточно подробности (детали) движения.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Все движения человека и движимых им тел под действием сил изменяются по величине и направлению скорости. Чтобы раскрыть механизм движений (причины их возникновения и ход их изменений), исследуют динамические характеристики. К ним относятся инерционные характеристики (особенности тела человека и движимых им тел), силовые (особенности взаимодействия звеньев тела и других тел) и энергетические (состояния и изменения работоспособности биомеханических систем).

Инерционные характеристики

Свойство инертности тел раскрывается в первом законе Ньютона: «Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока внешние приложенные силы не изменят это состояние». Иначе говоря, всякое тело сохраняет скорость, пока ее не изменят силы.

Понятие об инертности

Любые тела сохраняют скорость неизменной при отсутствии внешних воздействий одинаково. Это свойство, не имеющее меры, и предлагается называть инерцией 1 . Разные тела изменяют скорость под действием сил по-разному. Это их свойство, следовательно, имеет меру: его называют инертностью. Именно инертность и представляет интерес, когда надо оценить, как изменяется скорость.

Инертность - свойство физических тел, проявляющееся в постепенном изменении скорости с течением времени под действием сил.

Сохранение скорости неизменной (движение как бы по инерции) в реальных условиях возможно только тогда, когда все внешние силы, приложенные к телу, взаимно уравновешены. В остальных случаях неуравновешенные внешние силы изменяют скорость тела в соответствии с мерой его инертности.

Масса тела

Масса тела - это мера инертности тела при поступательном движении. Она измеряется отношением величины приложенной силы к вызываемому ею ускорении.:

Измерение массы тела здесь основано на втором законе Ньютона: «Изменение движения прямо пропорционально извне действующей силе и происходит по тому направлению, по которому эта сила приложена».

Масса тела зависит от количества вещества тела и характеризует его свойство - как именно приложенная сила может изменить его движение. Одна и та же сила вызовет большее ускорение у тела с меньшей массой, чем у тела с большей массой 1 .

При исследовании движений часто бывает необходимо учитывать не только величину массы, но и, как говорится, ее распределение в теле 2 . На распределение материальных точек в теле указывает местоположение центра масс тела.

В абсолютно твердом теле имеются три точки, положения которых совпадают: центр масс, центр инерции и центр тяжести. Однако это совершенно различные понятия. В ЦМ пересекаются направления сил, любая из которых вызывает поступательное движение тела. Материальные точки, имеющие массы, расположены равномерно относительно линии действия таких сил, и поэтому вращательного движения не возникает. Следует учитывать, что если материальные точки тела, обладающие массами, отдалять от этой линии в противоположные стороны на равные расстояния, то положение центра масс от этого не изменится. Следовательно, понятие «центр масс» не полностью отражает распределение материальных точек в теле. Понятия о центре инерции (как точке приложения равнодействующей всех фиктивных сил инерции) и центре тяжести (как точке приложения равнодействующей всех сил тяжести) будут рассмотрены позже.

Момент инерции тела

Момент инерции тела - это мера инертности тела при вращательном движении. Момент инерции тела относительно оси равен сумме произведений масс всех материальных точек тела на квадраты их расстояний.

В деформирующейся системе тел, когда ее части отдаляются от оси вращения, момент инерции системы увеличивается. Инерционное сопротивление увеличивается с отдалением частей тела от оси вращения пропорционально квадрату расстояния. Поскольку материальные точки в теле расположены на разных расстояниях от оси вращения, для ряда задач удобно вводить понятие «радиус инерции».

Радиус инерции тела - это сравнительная мера инертности данного тела относительно его разных осей. Он измеряется корнем квадратным из отношения момента инерции (относительно данной оси) к массе тела:

" Масса, измеренная таким образом, называется инертной, измеренная путем взвешивания - тяжелой. Они количественно равны одна другой и отличаются только способами их определения.

2 Так как масса тела не само вещество, а его свойство, то, строго говоря, она не перемещается и не распределяется; перемещаются тела, обладающие массой; распределяются частицы (материальные точки) тела, обладающие массой.

Найдя опытным путем момент инерции тела, можно рассчитать радиус инерции, величина которого характеризует распределение материальных точек в теле относительно данной оси. Если мысленно расположить все материальные точки тела на одинаковых расстояниях от оси, получится полый цилиндр. Радиус такого цилиндра, момент инерции которого равен моменту инерции изучаемого тела, равен радиусу инерции. Он позволяет сравнивать различные распределения масс тела относительно разных осей вращения. Это удобно, когда рассматривают инертность одного тела относительно разных осей.

Знать о моменте инерции очень важно для понимания движения, хотя точное количественное определение этой величины в конкретных случаях нередко затруднено.

Силовые характеристики

Известно, что движение тела может происходить как под действием приложенной к нему движущей силы, так и без движущей силы (по инерции), когда приложена только тормозящая сила. Движущие силы приложены не всегда; без тормозящих же сил движения не бывает.

Программа элективного курса по физике

Эксперименты в физике

«Познай самого себя».

Составитель программы: Авакян Людмила Геннадьевна

Пояснительная записка.

Программа рассчитана на 8 часов.

Физика – наука экспериментальная и выполнение практических работ должно занимать значительную часть курса физики.

Человек – часть природы, и его тело подчиняется тем же законам физики. Сократовское «Познай самого себя» нами понимается, в том числе, и как познай своё тело и те физические законы, которым оно подчиняется. Практические работы по изучению своего тела вызывают неподдельный интерес учащихся.

Цели курса:

Создание условий для формирования и развития у обучающихся:

интеллектуальных и практических умений в области физического эксперимента, позволяющего исследовать явления природы, и физические законы, которым подчиняется тело человека;

интереса к изучению физики и проведению физического эксперимента;

умения самостоятельно приобретать и применять знания;

коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

наблюдать и изучать явления;

описывать результаты;

вычислять погрешности прямых и косвенных измерений;

делать выводы;

обсуждать результаты эксперимента, участвовать в дискуссии.

Перечисленные умения формируются на основе знаний о:

цикле познания в естественных науках;

роли эксперимента в познании;

правилах пользования измерительными приборами;

происхождении погрешности измерения и ее видах;

правилах записи результата прямых измерений с учетом погрешности;

Содержание программы.

1. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 1985.-175с.

2. Гоулридзе Г.Ш. Практические и лабораторные работы по физике. 7-11 классы /под редакцией Н.А. Парсрентьевой.- М.: Классике Стиль, 2002. - 96 с.

3. Раева А.Ф. Физический эксперимент в школе. М.: Просвещение, 1973.- 239с.

4. Буров В. А. Практикум по физике. Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1972. – 70 с.

5. Дик Ю. И., Кабардин О. Ф. и др. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики. М.: Просвещение, 1993. –208 с.

6. Качинский А. М., Кимбар Б. А. Задания к лабораторным работам практикума по физике. Минск: Народная Асвета, 1976. –189 с.

7.Хуторской А.В., Хуторская Л.Н.- Увлекательная физика: Сборник заданий и опытов для школьников и абитуриентов с ответами. –М.: АРКТИ, 2001

Теоретическая часть

Физические параметры тела человека.

Человеческий организм и его действия так же интересны для физики, как и любые другие окружающие нас, природные явления и предметы. Рассмотрим вопросы, относящиеся к физическим свойствам и особенностям человека. Их можно использовать для объяснения различных жизненных ситуаций, при обсуждении ряда проблем о человеческом организме.

Познай себя, свой организм, свое физическое тело с точки зрения физики!

Ниже приведены необычные сведения: цифры, характеризующие механические, тепловые, электрические, оптические параметры человека. Эти цифры имеют свой язык, умеют говорить о различных характеристиках человеческого организма. Их назначение - помочь лучше усвоить, конкретизировать и расширить знания по физике. Они могут стать помощниками при решении различных практических вопросов и задач, которые могут возникнуть на уроке и дома, могут оказаться полезными при подготовке сообщений или рефератов, вечеров.

Механические параметры человека.

1)Средняя плотность тела человека - 1036 кг/м 3 .

2)Плотность крови - 1050-1064 кг/м 3 .

3) Средняя скорость движения крови в сосудах: в артериях 0,2 - 0,5 м/с; в венах 0,10 - 0,20 м/с; в капиллярах 0,0005-0,0020 м/с.

4) Нормальное избыточное давление в артерии взрослого человека измеряют от условного нуля, за который принимают атмосферное давление. Поэтому давление крови, например, в 9,3 кПа (70 мм рт.ст.) означает, что оно на = 9,3 кПа (на 70 мм рт.ст.) превышает атмосферное давление.

Нормальное нижнее давление (т.е. в начальной фазе сокращения сердца) = 9,3 КПа (70 мм рт.ст.). Нормальное верхнее давление (т.е. в конечной фазе сокращения сердца) 16,0 кПа (120 мм рт.ст.).

5) Сила, развиваемая работающим сердцем:

в начальной фазе сокращения » 90 Н;

в конечной фазе сокращения » 70 Н.

6) Масса крови, выбрасываемая сердцем в 1 мин, равна приблизительно 3,6 кг. За одно сокращение сердце выбрасывает примерно 60 см 3 крови, за 1 мин - 3,6л (при 60 сокращениях в минуту), за 1 час - 216 л, а за сутки >> 5200 л крови. Во время напряженной работы организма (например, при беге на лыжах) сердце человека за 1 мин «перекачивает» до 25-35 л крови (при 165-196 сокращениях в мин). Для сравнения: расход воды полностью открытого водопроводного крана за 1 мин составляет примерно 20 л.

Работа сердца при одном сокращении » 1 Дж.

Мощность, развиваемая взрослым человеком:

при обычной ходьбе по ровной дороге при слабом ветре 60-65 Вт;

при быстрой ходьбе (7 км/ч) по ровной дороге при слабом ветре - 200 Вт;

при езде на велосипеде со скорость 10 км/ч в безветренную погоду - 40 Вт;

при езде на велосипеде со скоростью 20 км/ч безветренную погоду - 320 Вт.

Звуковые параметры человека

тихий шепот ≈ 10 -9 Вт;

речь обычной громкости ≈ 7 * 10 -6 Вт;

предельная громкость ≈2 * 10 -3 Вт;

Частоты, к которым ухо имеет наибольшую чувствительность, - 1500 - 4000Гц;

Частотный диапазон при обычном разговоре:

у мужчин - 85-200 Гц;

у женщин - 160-340 Гц;

бас - 80-350 Гц;

баритон - 110-400 Гц;

тенор - 130-520 Гц;

сопрано - 260-1050 Гц;

колоратурное сопрано - 330-1400 Гц.

бас ≈2,5 см;

тенор ≈ 1,7-2 см;

сопрано ≈1,5 см.

Скорость звука в тканях тела - 1590-1600 м/с.

Рекордная высота звука женского голоса (при пении) - 2,35 кГц.

8) Диапазон интенсивности звуков, воспринимаемых ухом человека, необычайно велик: наиболее сильные звуки, воспринимаемые ухом (при пороге болевого ощущения)

10-100 Вт/м 2 , отличаются в 10 13 -10 14 раз от наиболее слабых, еще воспринимаемых звуков (при пороге слышимости ≈ 10 -12 Вт/м 2).

Тепловые параметры человека

Нормальная температура тела - 36,7°С.

Температура отдельных участков тела:

лба - 33,4°С;

ладони рук - 32,8°С;

подошвы ног - 30,2 0 С.

Температура замерзания (плавления) крови - от -0,56°С до -0,58 0 С.

Удельная теплоемкость крови:

3,9 кДж/(кгкК);

0,93 кал/(гк°С).

Масса воды, испаряющейся с поверхности кожи и легких в сутки, - 0,8-2,0 кг.

Наиболее благоприятная для жизни человека относительная влажность - 40-60%.

Поверхностное натяжение крови - 60 мН/м.

Электрические параметры человека

1)Удельное сопротивление тканей тела:

мышцы - 1,5 Омкм;

крови - 1,8 Омкм;

верхний слой кожи (сухой) - 3,3к10 5 Омкм;

кость (без надкостницы) - 2к10 6 Омкм.

2).Диэлектрическая проницаемость:

кровь - 85,5;

кожа сухая - 40-50;

кость - 6-10.

3) Электрическое сопротивление человеческого тела определяется, в основном, сопротивлением поверхностного слоя кожи (эпидермиса).

Сопротивление тела человека от конца одной руки до конца другой при сухой неповрежденной коже рук = 15 кОм.

Сила тока через тело человека, считающаяся безопасной, - до 1 мА.

Сила тока через тело человека, приводящая к серьезным поражениям организма,

≈100 мА.

Безопасное электрическое напряжение в сыром помещении -12 В.

Безопасное электрическое напряжение в сухом помещении -36 В.

Оптические параметры человека

Длительность сохранения глазом возникшего зрительного ощущения - 0,14 с.

Диаметр глазного яблока взрослого человека - 24-25 мм.

Расстояние между зрачками глаз («база глаз») у взрослого человека - 55-72 мм.

Толщина склеры - 0,4-1,0 мм.

Толщина сосудистой оболочки - до 0,35 мм.

Толщина сетчатки - 0,1-0,4 мм.

Диаметр хрусталика - 8-10 мм.

Наибольшая толщина хрусталика - 3,7-4,0 мм.

Показатель преломления хрусталика ≈1,4.

Фокусное расстояние хрусталика ≈70 мм.

Оптическая сила хрусталика у молодых людей - от 19 до ≈ 33 Дптр.

Показатель преломления водянистой и студенистой влаги -1,34.

Давление прозрачной жидкости, заполняющей глаз, - внутриглазное давление ≈104 кПа (= 780 мм рт. ст.).

Диаметр зрачка:

при больших дневных освещенностях - 2-3 мм;

при малых освещенностях (0,01 лк) - 6-8 мм.

Размеры слепого пятна (овальная форма) - 1,5к2,0.

Число палочек в сетчатке глаза ≈130 млн.

Число колбочек в сетчатке глаза ≈ 7 млн.

Длина волны света, к которой глаз наиболее чувствителен, - 555 нм (желто-зеленые лучи).

Оптическая сила всего глаза ≈ 60 Дптр.

Поле зрения неподвижного глаза:

по горизонтали - около 160°;

по вертикали - около 130°.

Минимальный размер изображения предмета на сетчатке, при котором две точки предмета воспринимаются раздельно, - 0,002мм.

Собственные размеры

Полезно знать величины своего роста и шага. Чтобы проще всего измерить, например, пройденное расстояние, надо сосчитать количество шагов, но для этого необходимо знать величину своего шага.

Величину шага определяют так: отмерив на земле прямую линию, скажем в 30 м, проходят ее своим нормальным шагом, считая шаги. Разделив 30 на полученное число шагов, узнают среднюю длину одного шага. Положим, что на длине в 30 м уместилось 50 шагов. Разделив 30 на 50, получим:

30: 50 =0,6 м = 60 см.

Это и есть ширина среднего шага. Для перевода измеренного шагами расстояния в метры необходимо количество шагов умножить на выраженную в метрах ширину одного шага. Например, от дома до магазина 630 шагов. Длина шага - 0,6 м. Расстояние в метрах равно 630 0,6 = 378 м.

Размах рук человека обычно бывает, равен его росту. Чаще всего эти величины совпадают, но возможны, конечно, и отклонения. Поэтому соответствие своего размаха рук росту также, полезно проверить измерением.

Для приблизительного замера мелких величин полезно запомнить длину среднего сустава своего указательного пальца (рис. 1), величину своей «четверти» - расстояния между концами большого пальца и мизинца растопыренной пятерни (рис. 2). Конечно, все эти способы очень неточны, но для быстрого примерного измерения в жизненных ситуациях вполне пригодны.

Начертите отрезок, равный 0,0001 км, и рядом отрезок, равный 0,1 вашего обыкновенного шага. Сколько приблизительно шагов вам надо сделать, чтобы пройти 1 км?

Рис. 1

Рис.2

Качественные задачи по теме: «Физика человека»

1.На диване .

Почему на диване человеку лежать мягче, чем на доске?

2. Мощность человека.

а)Какова мощность человека массой 75 кг при нормальной скорости ходьбы 5 км/ч; при скорости марша 7 км/ч?

Б)Какова мощность, затрачиваемая при езде на велосипеде (при скоростях 9 км/ч и

18 км/ч)?

в) Какая мощность развивается человеком массой в 75 кг, взбежавшим за 2 секунды по лестнице на высоту 4 м?

3. Как повернуться на стуле-вертушке?

Сядьте на стул-вертушку так, чтобы ноги не касались пола. Вам надо повернуться на нем вокруг на 360°. Как вы это сделаете? Ответ поясните.

4. Испарение воды в организме человека .

Организм человека состоит на 65% из воды. Испаряется ли она? Как? От чего зависит процесс испарения? На что влияет?

5. Человек на дне воздушного океана.

Человек живет на дне воздушного океана. Почему обычно человек не ощущает атмосферного давления?

6. Как человек дышит?

Каково значение атмосферного давления в механизме легочного дыхания человека? Что происходит при вдохе - выдохе воздуха?

7. О черном, белом и сером цветах.

а) Чем отличаются между собой белый, черный и серый цвета?

б) Как познает человек эти цвета?

Проделайте следующий опыт со своими друзьями и сделайте вывод. В хорошо затемненной комнате на небольшой белый экран спроецируйте круглое пятно от карманного фонаря. Фонарь потушите, незаметно для зрителей. Вместо белого экрана поставьте черный и спроецируйте на него то же самое пятно, увеличив в несколько раз силу света фонаря. Зритель не заметит подмены экрана, и будет думать, что видит прежнее пятно на прежнем экране. Когда же свет в комнате зажигается, зритель намечает свою ошибку и пятно на экране представляется ему уже не белым, а только светлым.

Почему?

8. Заземление.

Электрическое соединение какого-либо предмета с землей называют его заземлением. Заряды, образованные на телах, изолированы от земли, при соединении с ней уходят в землю, так как благодаря своим большим, по сравнению с любым телом, размерам Земля обладает и значительно большей емкостью. Можно ли говорить о заземлении человека?

9. Биополе человека.

В теле человека существуют биотоки и биопотенциалы. Что это такое? Можно ли их обнаружить?

10. Относительная или абсолютная влажность воздуха?

Что важнее для человека: относительная или абсолютная влажность?

11. Опасный электрический ток.

Все знают, как бывает, опасен для человека электрический ток. Для него смертелен ток силою уже в 0,1 А. Ток в комнатной проводке в несколько раз сильнее 0,1 А.

Почему же он далеко не всегда поражает человека?

12.Присесть - встать.

Коля делал утреннюю зарядку. Рядом стояли напольные весы. Он решил выполнить приседания, встав на весы. К его удивлению, в момент приседания весы показали меньший вес, нежели тогда, когда он стоял на них спокойно. Коля быстро поднялся. Весы, наоборот, показали увеличение его веса. Коля повторил эти движения еще несколько раз. Все повторилось.

Почему?

Ответы:

1 . Площадь соприкосновения тела с диваном больше, чем с доской.

2 . а) Около 60 Вт, или лошадиной силы. С возрастанием скорости мощность быстро возрастает - 200 Вт.

б) При езде на велосипеде положение центра тяжести тела меняется гораздо меньше, чем при ходьбе, и ускорение ног тоже меньше. Поэтому мощность, затрачиваемая при езде на велосипеде, значительно меньше: 30 Вт; 120 Вт.

в) 2 лошадиные силы.

3. Надо воспользоваться движением рук. Повернув вытянутые руки на некоторый угол в горизонтальной плоскости, сам человек поворачивается в противоположном направлении. Когда руки останавливаются, человек также останавливается. Для того, чтобы повернуться еще раз в том же направлении, надо возвратить руки в исходное положение. Сделать это, двигая руки в обратном направлении, нельзя, так как и человек при этом вернется в исходное положение. Можно, однако, поднять руки в вертикальной плоскости, а затем опустить в другой вертикальной плоскости так, чтобы они оказались по отношению к человеку, сидящему на стуле, в первоначальном положении. Человек может неопределенное число раз повернуться вокруг вертикальной оси.

4. За сутки человек, в зависимости от рода работ, испаряет с поверхности кожи и легких от 800 до 2000 г и больше воды. Скорость процессов испарения, а вместе с тем и самочувствие человека существенно зависят от влажности окружающего воздуха. Длительное пребывание в жарком воздухе, обильно насыщенном водяными парами, затрудняет процессы испарения и вместе с тем нарушает нормальный тепловой обмен в организме. Человек чувствует вялость, и его трудоспособность понижается.

5. Большая часть органов и тканей в организме содержит жидкости и газы под давлением, приблизительно равным атмосферному. Исключение в этом отношении составляют межплевральное пространство грудной клетки, сердечнососудистая система, полости, заполненные спинномозговой жидкостью, а так же полости суставов. Сообщение этих полостей с наружным воздухом нарушает нормальную деятельность организма.

6. При вдохе за счет сокращения соответствующих мышц (межреберных и диафрагмы) происходит объемное расширение грудной клетки. При этом давление воздуха, находящегося в легких, становится ниже атмосферного, и под действием последнего определенный объем наружного воздуха входит (засасывается) в легкие. Затем мышцы расслабляются, объем грудной клетки уменьшается, давление воздуха в легких становится выше атмосферного, и часть находящегося в легких воздуха вытесняется наружу. Происходит вдох. Грудная клетка может расширяться одновременно в трех взаимно-перпендикулярных направлениях: вертикальном, поперечном и переднезаднем.

7. а) Поверхности очень многих тел рассеивают в одинаковой мере лучи всех областей видимого спектра. Те из них, которые рассеивают большую долю падающего на них света, называют белыми. Белая бумага или мел рассеивают до 90% падающей на них энергии. Те поверхности, которые рассеивают лучи весьма слабо, называют черными. Черная фотографическая бумага рассеивает всего около 5% падающего на нее света. Поверхности, обладающие промежуточными степенями рассеивания, представляются нам серыми. Таким образом, различие между белым, серым и черным цветом не качественное, а только количественное, б) Познаются цвета только в сравнении с окружающим освещенным фоном.

8 Тело человека в целом является проводником, поэтому человек, стоящий на земле, будет проводить в нее электрические заряды, с которыми он может прийти в соприкосновение. Контакт человека с землей в этих условиях тоже называют заземлением. Если через человека будут проходить значительные электрические заряды (или значительный электрический ток), это может иметь опасные последствия для его здоровья.

9 . Возбуждение любого органа человеческого тела сопровождается появлением токов действия. Возбужденное место органа всегда электроотрицательно по отношению к местам, находящимся в покое. Между возбужденным и невозбужденным участком возникает определенная разность потенциалов, и текут токи. Эти разности потенциалов невелики, а сопротивление тканей тела велико. Поэтому биотоки очень слабы - порядка 10 -6 А и меньше. Их обнаружение возможно с помощью чувствительных гальванометров. Биопотенциалы возникают в клетках, тканях, органах вследствие неравномерного распределения ионов K + ,Na + , С ++ , Mg ++ , а также CL - - в протоплазме клеток и окружающей клетку жидкости. Это связано с происходящими в живых клетках процессами обмена веществ. Биопотенциалы отражают функциональное состояние органов и тканей в норме и патологии, что используют при диагностике заболеваний. Распространены методы регистрации потенциалов сердца - электрокардиография, головного мозга - электроэнцефалография, периферических нервных стволов и мышц - электромиография.

10 . В разных случаях может иметь значение и абсолютная, и относительная влажность. Например, испарение воды с поверхности кожи зависит от относительной влажности, так чем больше разница между абсолютной и максимальной влажностью (количеством пара в г, насыщающего 1 м 3 воздуха при данной температуре), тем быстрее идет испарение. Рассматривая же испарение воды легкими, следует учитывать абсолютную влажность воздуха, так как из легких выдыхается воздух, почти полностью насыщенный паром, при температуре примерно 30°С. Количество пара, которым воздух насыщается в легких, очевидно, зависит от абсолютной влажности вдыхаемого воздуха. Нормальной для жизни человека считается атмосфера с относительной влажностью от 40 до 60%.

11. Сила тока в осветительной сети достигает 0,5 А, но только до тех пор, пока в цепь не включилось человеческое тело. Включение последнего значительно понижает силу тока, так как сопротивление нашего тела весьма велико: оно колеблется от 100 до нескольких десятков тысяч Ом. Введение в цепь столь значительного сопротивления, естественно, понижает силу тока в ней, и ток становится почти безвредным для организма. Порой и 5000 В не причиняют человеку никакого вреда - так велико бывает иногда сопротивление человеческого тела. Но оно колеблется в зависимости от многих причин, предусмотреть которые невозможно: от влажности, размеров тела, даже нашего настроения, поэтому безвредное, сегодня напряжение электросети может оказаться смертельным завтра.

12. Тело Коли испытывало частично явление невесомости (при быстром приседании) и перегрузки (при быстром поднятии тело сильнее давит на опору).

ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ

ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Измерить физическую величину - это, значит, сравнить ее с помощью измерительных приборов с однородной величиной, принятой за единицу, и оценить степень ее приближения к истинному значению.

В настоящее время общепринятой является Международная система (СИ), которая строится на семи основных единицах:

длины - метр (м);

массы - килограмм (кг);

времени - секунда (с);

электрического тока - ампер (А);

температуры - кельвин (К);

силы света - кандела (кд);

количества вещества - моль.

Для обеспечения единства физических измерений созданы международные эталоны каждой из основных единиц СИ.

Если используют величины, кратные основным единицам, пользуются соответствующими приставками, взятыми из древнегреческого языка; если используются величины, дольные основным единицам, пользуются соответствующими приставками, взятыми из латинского языка.

Измерения подразделяют на прямые и косвенные. Прямым называется измерение, в котором результат находится при считывании со шкалы прибора. Косвенным называется измерение, в котором результат находится на основе расчетов.

Истинное значение измеряемой величины определить невозможно по многим причинам и, прежде всего, потому, что ограничено воспроизведение эталона. Величина А считается измеренной, если указана не только сама величина А изм , но и граница ее абсолютной погрешности ∆А

А = А изм , ± ∆А

Качество измерений определяется относительной погрешностью ε:

ε = *100%.

Погрешность прямого измерения ∆А складывается из погрешности средства измерения ∆А приб и погрешности отсчета ∆А отсч:

∆А = ∆А приб + ∆А отсч

Погрешность отсчета равна, а точнее не больше половины цены деления шкалы:

∆ А приб =

где а - цена деления шкалы.

При проведении повторных измерений физической величины получаются несколько отличные друг от друга результаты. В этом случае за результат измерений необходимо принять среднее арифметическое значение результатов отдельных измерений:

Экспериментальная часть

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА И ПЛОТНОСТИ СВОЕГО ТЕЛА.

Цель работы: научиться определять плотность и объём своего тела.

Ход работы:

1. Измерьте среднюю длину ℓ (м) и ширину b (м) ванны в вашей квартире.

2. Налейте в ванну теплой воды и отметьте карандашом ее уровень.

3. Погрузитесь в воду и отметьте ее новый уровень. Измерьте высоту подъема

воды ∆ h (м).

4. Найдите объем вытесненной воды, а следовательно, и объем тела V т (без учета

объема головы): V т =ℓ * b * ∆ h .

Форма ванны может заметно отличаться от параллелепипеда, поэтому объем вытесненной воды более точно можно узнать экспериментально, доливая воду ведром (бутылкой из-под газированной воды или другой емкостью известного объема) до сделанной вами отметки.

5. Для того чтобы учесть и объем головы, измерьте диаметр головы d (м) и, считая ее шаром, рассчитайте объем:

V г = π d 3

6. Рассчитайте общий объём своего тела (м 3): V общ = V т + V г

7. Измерьте массу своего тела m(кг) с помощью весов.

8. Найдите плотность ρ(кг/м 3) своего тела: =

Дополнительное задание:

Сравните плотность своего тела с плотностью воды и ответьте на вопросы:

Почему человек может удерживаться на поверхности, не двигаясь?

Почему легче плавать в морской воде?

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ ШАГА.

Цель работы: научиться определять среднюю длину своего шага.

Лабораторная работа №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА СВОЕ ТЕЛО

Цель работы: Научиться определять силу атмосферного давления на своё тело.

Оборудование: барометр, весы напольные, ростомер.

F атм = р атм * S .

Заполните таблицу:

р атм,Па

Лабораторная работа №4

«Определение силы рук при выполнении упражнения на перекладине».

На некоторое время повисните на перекладине в спортивном зале на одной руке, почувствуйте напряжение мышц руки.

На весах измерьте массу своего тела т и рассчитайте силу тяжести F T (H), действующую на него.

Для определения объема своего тела V общ воспользуйтесь результатом уже выполненной работы.

Найдите выталкивающую силу F a (H), действующую на ваше тело со стороны воздуха:

где ρ = 1,3 кг/м 3 - плотность воздуха и покажите, что выталкивающая сила воздуха чуть больше 0,1% действующей на вас силы тяжести, и поэтому F A , как правило, ею пренебрегают.

5. Найдите силу F p с которой ваша рука действует на перекладину:

F p =F т -F а F т

Заполните таблицу:

т, кг

Лабораторная работа №5

«Измерение мощности, развиваемой при подъёме по лестнице».

Оборудование : грузик на шнуре, секундомер, напольные весы, рулетка.

Опустив в лестничный пролёт грузик на прочном шнуре, сделайте на нём отметку, когда грузик достигнет пола первого этажа. Измерьте высоту лестницы h(м).

По секундомеру определите время t (с), затраченное вами на подъём по лестнице.

Измерьте массу своего тела m (кг).

Вычислите мощность N (Вт), развиваемую при подъёме:

Заполните таблицу:

h(м)

Защита и обсуждение результатов исследования.

Учащиеся должны представить результаты исследований физических параметров своего тела. Провести анализ результатов. Подготовить по одной из лабораторных работ защиту теоретической части работы.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 4 им. В.В.Бианки»

города Бийска Алтайского края

Программа

элективного курса по физике

«Физика. Человек. Здоровье»

для учащихся 9-х классов

учитель физики МБОУ «СОШ № 4 им. В.В.Бианки»

г. Бийска Алтайского края

Бийск

2012-2013

Пояснительная записка

к программе элективного курса по физике

«Физика. Человек. Здоровье»

Элективный курс «Физика. Человек. Здоровье»

предусматривает углубление и расширение тем базовой программы по физике и предназначен для учащихся 9-х классов, выбирающих дальнейший естественнонаучный профиль обучения и строящих дальнейшую собственную образовательную траекторию в области политехнических наук.

Элективный курс является частью учебного плана МБОУ «Средней общеобразовательной школы № 4 имени В.В. Бианки» и отражает методику реализации программ учебных курсов и дисциплин с учетом:

требований федеральных компонентов государственных образовательных стандартов;

обязательного минимума содержания образовательных программ;

максимального объема учебного материала для учащихся;

требований к уровню подготовки выпускников;

объема часов учебной нагрузки, определенного учебным планом школы.

Курс рассчитан на 35 часов (1 урок в неделю).

Актуальность и новизна

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

С другой стороны, даже в обычной городской поликлинике каждый человек сталкивается с большим числом физических методов исследования своего организма. Например, измеряется кровяное давление, регистрируются биопотенциалы сердца, проводятся физиотерапевтические лечения заболеваний с применением различной аппаратуры, вырабатывающей широкий спектр электромагнитных излучений.

Во многих семьях появились медицинские приборы, позволяющие самостоятельно проводить небольшие диагностические исследования собственного организма (определение давления, сахара в крови человека и др.).

Программа данного элективного курса позволит учащимся значительно расширить свои знания в области физики человека за счет изучения отдельных процессов, происходящих в живых организмах на основе физических законов. Поможет установить причинно-следственные связи, существующие в живой и неживой природе, сформирует интерес не только к физике, но и к другим наукам, в частности, биологии.

Элективный курс так же ориентирует учащихся на создание здоровьеохранного пространства ученика, которое является выражением гармонического взаимодействия всех его органов и систем, динамического уравновешивания с окружающей средой и проявляется в состоянии комфортного самочувствия. Позволит раскрыть некоторые методы здоровьесберегающих процессов, способных поддерживать организм и ответственно относиться к собственному здоровью, использовать личностные ресурсы.

Программа составлена таким образом, что в ходе изучения данного курса учащиеся не только удовлетворят свои образовательные потребности, но и получат навыки исследовательской деятельности, познакомятся с краткими данными о медицинской и биологической аппаратуре, расширят компетенции в вопросах профессионального самоопределения, сформируют учебную мотивацию для более осмысленного изучения физики в дальнейшем.

Это позволит расширить каждому ученику базовые компетентности современного человека: информационную (умение искать, анализировать, преобразовывать, применять информацию для решения проблем); коммуникативную (умение сотрудничать с другими людьми); самоорганизацию (умение ставить цели, планировать, ответственно относиться к здоровью); самообразование (готовность конструировать и осуществлять собственную образовательную траекторию на протяжении всей жизни).

При изучении данного элективного курса появляется возможность реализации современной тенденции образования, заключающейся в том, что усвоение предметного содержания из цели образования превращается в средство такого эмоционального, социального и интеллектуального развития школьника, которое обеспечивает переход от обучения к самообразованию.

Система и форма занятий подобраны таким образом, что окажет помощь в решении стоящей на современном этапе перед учителем проблемы: научить ребенка таким технологиям познавательной деятельности, умению осваивать новые знания в любых формах и видах, чтобы он мог быстро, а главное качественно обрабатывать получаемую им информацию. Затем применять ее на практике при решении различных видов задач (и заданий), почувствовать личную ответственность и причастность к процессу учения, готовить себя к дальнейшей практической работе и продолжению образования.

Элективный курс так же ориентирует на обеспечении права выбора каждым учеником профессионального самоопределения и своего дальнейшего образовательного и профессионального пути.

При проведении занятий темы курса можно комбинировать с темами биологии и анатомии человека, но главной предметной областью является физика.

Цели и задачи элективного курса. Ожидаемые результаты.

Основные цели курса:

Создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора естественнонаучного профиля, чтобы ученик утвердился в сделанном им выборе дальнейшего обучения или отказался от него;

Ознакомление с основными методами применения физических законов в медицине, развитие познавательного интереса к современной медицинской технике;

Показать учащимся единство законов природы, применимость законов физики к живому организму, перспективное развитие науки и техники, а так же показать, в каких сферах профессиональной деятельности им пригодятся полученные знания;

Развивать познавательную активность и самостоятельность, стремление к саморазвитию и самосовершенствованию;

Рассмотреть индивидуальные траектории валеологических аспектов сохранения собственного здоровья, как одного из условий повышения качества образования.

Данный элективный курс решает следующие задачи:

углубление знаний о материальном мире и методах научного познания природы, неотъемлемой частью которой является сам человек;

развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся в процессе практического применения знаний, умений и навыков по физике, самостоятельного приобретения знаний с использованием различных источников информации;

через развитие интереса к предмету повлиять на выбор учениками сферы профессиональной деятельности, способствовать формированию внутренней мотивации к реализации выбора в дальнейшем обучении;

создание условий для формирования и развития у обучающихся творческих способностей, умения работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения, интереса к изучению физики и проведению физического эксперимента.

Ожидаемыми результатами данного элективного курса являются:

получение представления о широком спектре физических явлений и законов, благодаря которым нормально функционирует здоровый организм человека;

воспитание культуры сохранения собственного здоровья, пропаганда здорового образа жизни;

знакомство с некоторыми медицинскими приборами, которые используются для диагностики и лечения различных заболеваний;

развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, коммуникативных качеств;

сознательное самоопределение ученика относительно профиля дальнейшего обучения.

По окончании изучения курса учащиеся должны знать:

Физические законы, которые можно использовать при объяснении процессов, происходящих внутри организма человека;

Особенности своего организма с точки зрения законов физики;

Медицинские аппараты, необходимые человеку для определения самочувствия и оказания самостоятельной помощи собственному организму.

По окончании изучения курса учащиеся должны уметь:

Работать с различными приборами, источниками, самостоятельно искать и приобретать новые знания, анализировать и оценивать новую информацию;

Моделировать явления, отбирать нужные приборы, выполнять и их помощью измерения, работать в соответствии с инструкцией;

Представлять информацию в виде таблиц, графиков, небольших проектов;

Обсуждать результаты деятельности, делать выводы, участвовать в дискуссии;

Ответственно относиться к собственному здоровью и научиться навыкам его укрепления и сохранения.

Учебно-тематическое планирование.

Курс построен с опорой на знания, умения и навыки по физике, полученные учащимися в основной школе, практический опыт с элементами опережающего обучения. Но содержание курса качественно отличается от базового курса физики. На уроках законы физики рассматриваются в основном на неживых объектах. Однако очень важно, чтобы у учащихся постепенно складывались убеждения в том, что, причинно-следственная связь явлений имеет всеобщий характер и что, все явления, происходящие в окружающем нас мире, а так же внутри организма человека, взаимосвязаны.

Тема

Кол-во

часов

Лекции

Практика

Семинары

Введение

Антропометрия и физика.

Определение параметров тела человека

3-4.

Зрение. Глаз как оптическая система.

Недостатки зрения и их устранение.

6-7.

Рычаги в организме человека.

Простые механизмы в ортопедии.

Равновесие человека.

Давление крови и аппараты для его измерения.

Течение крови и лимфы по сосудам.

Физические основы в кардиологии

13-14

Звуковые волны и слух человека.

Физические основы речи и слуха человека.

Терморегуляция живого организма

Роль влажности и ее регулирование в промышленных и домашних условиях

Работа и мощность человека. Эргометрия

Энергетическая ценность (калорийность) продуктов.

20-21.

Рентгеновские лучи и их применение в медицине.

22-23.

Электрические и магнитные явления и здоровье.

Влияние магнитов на жизнь человека.

Применение магнитов для здоровья человека.

Экскурсия в физиотерапевтический кабинет поликлиники.

27-30.

Здоровый образ жизни.

Электромагнитное поле и здоровье человека.

Сотовая связь и здоровье человека

Персональный компьютер и здоровье человека

Бытовые электроприборы и здоровье человека.

Метод радиоактивных изотопов в диагностике заболеваний

Компьютерный томограф – современное достижение физиков и медиков.

33-34.

Итоговая конференция.

Подведение итогов.

Итого

Программа курса

Введение

Обзорная лекция, иллюстрирующая всю широту спектра физических явлений, о которых можно говорить в связи со здоровьем человека или функционированием организма человека: оптические, механические, тепловые, электрические, магнитные и другие явления.

Оптические параметры человека

Прямолинейное распространение света. Законы отражения и преломления. Линзы. Построение изображения в линзах. Глаз человека как сложная оптическая система. Глаза различных представителей животного мира. Основные дефекты зрения: близорукость, дальнозоркость, астигматизм, дальтонизм. Очки. Как сохранить хорошее зрение: условия освещенности, оптимальное расстояние и угол зрения, правильный режим труда и отдыха.

Демонстрации: оптическая скамья, линзы, зеркала, преломляющая призма.

Практические работы: определение фокусного расстояния и оптической силы линз в различных очках; определение остроты зрения, наблюдение различных типов изображений в линзах.

: оптические параметры человека.

Механические параметры человека

Плотности жидкостей и твердых тканей, из которых состоит человек. Простые механизмы в живых организмах и их назначение. «Золотое правило» механики. Опорно-двигательная система человека и законы механики. Зачем человеку суставы? Строение костей с точки зрения возможности наибольшей деформации. Работа и мощность, развиваемая человеком в различных видах деятельности.

Демонстрации: блоки, ворот, клин, винт, рычаг, наклонная плоскость и другие.

Практические работы: определение мускульной силы кисти руки человека с помощью силомера; вычисление выигрыша в силе в системе «предплечье – плечо»; определение средней плотности кости.

Самостоятельный поиск информации : механические параметры человека

Давление и аппараты для его измерения

Роль атмосферного давления в жизни живых организмов. Как создается давление внутри человека. Атмосферное давление и самочувствие человека. Высокое и низкое давление.

Практическая работа: изучение устройства, принципа действия и правил пользования медицинским тонометром по его инструкции, измерение артериального давления с помощью тонометра и фонендоскопа.

Виртуальная экскурсия: Полет на воздушном шаре.

Самостоятельный поиск информации : как человек переносит различную высоту над уровнем моря?

Терморегуляция живого организма. Течение крови по сосудам.

Процессы диффузии в живой природе. Капиллярные явления. Смачиваемость. Все о коже – лучшем «кровельном материале». Законы движение жидкости по трубам переменного сечения. Уравнение Бернулли. Сложная система кровеносных и лимфатических сосудов в организме человека.

Демонстрации: оптическая скамья, макет трубы переменного сечения.

Практическая работа: определение анализа крови. Проведение практической работы планируется с приглашением медицинского работника, проводящего забор и анализ крови. Измерение кожной температуры полупроводниковым термометром.

Красные кровяные шарики крови человека представляют собой диски диаметром приблизительно 7*10 -6 м и толщиной 10 -6 м. В каждом кубическом миллиметре крови содержится около 5*10 6 таких дисков.

а) если в теле взрослого человека 5 л крови, то, сколько содержится в ней красных кровяных шариков?

б) масса молекулы гемоглобина составляет около 6,8*10 4 а.е.м. Сколько молекул гемоглобина должно содержаться в одном красном кровяном шарике, если плотность гемоглобина 1 кг/м 3 и если мы будем считать, что кровяные шарики состоят полностью из гемоглобина?

2. Как объяснить водонепроницаемость соломенной кровли, сена в стогах?

3. Кровь более вязкая, чем вода. При движении по сосудистой системе она испытывает сопротивление, обусловленное внутренним трением. Чем сосуды тоньше, тем больше трение и тем больше падает давление крови. В течение минуты сердце выбрасывает в аорту около 4 л крови. Скорость движения крови в аорте 0,5 м/с, а по капиллярам – 0,5 мм/с. Во сколько раз сила сопротивления при движении крови по аорте больше силы сопротивления крови, движущейся по капиллярам, если коэффициент сопротивления движению крови считать одинаковым для обоих случаев?

4. Продолжить поиск информации о параметрах человеческого организма и заполнение личного физического паспорта.

Звуковые волны и слух человека

Колебания в живой природе. Звук и его характеристики. Свойства звука. Голосовой аппарат человека. Голоса в животном мире. Слуховой аппарат человека. Инфразвуки и ультразвуки. Биоакустика рыб. Влияние звуков различных частот на здоровье человека.

Демонстрации: метрономы, резонаторные ящики, струнные музыкальные инструменты, диапазон механических волн. Воспроизведение записи работы сердца, графическая регистрация звуков сердца (фонокардиография).

Практическая работа: определение предельной чувствительности слухового аппарата человека, определение пульса человека до физической нагрузки и после увеличения нагрузки при помощи фонендоскопа. По возможности организовать посещение медицинского кабинета для проведения фонокардиографии.

1. Задачи типа: барабанная перепонка человека имеет площадь примерно 0,65 см 2 . При громкости звука 20 дБ амплитуда звукового давления равна 20 мН/м 2 – это звуковой фон в очень тихой комнате. Болевой порог для уха наступает при громкости 140 дБ и амплитуде звукового давления 200 Н/м 2 , а механические повреждения барабанной перепонки – при громкости 160 дБ и амплитуде звукового давления 2 кН/м 2 . С какой силой действует в этих случаях звук на барабанную перепонку?

2. Знакомство с частотным диапазоном голосов певцов:

Частотный диапазон, Гц

Мужские: бас

80 - 350

баритон

100 - 400

тенор

130 -500

Женские: контральто

170 - 780

меццо - сопрано

200 - 900

сопрано

250 - 1000

колоратурное сопрано

13000

Домашнее творческое задание: «золотые» голоса России, каков их частотный диапазон?

Электромагнитные излучения и их применение в медицине

Ультрафиолетовое, инфракрасное и рентгеновское излучения. В. Рентген, биографические данные. Открытие Х-лучей. Свойства рентгеновского излучения. Применение в медицине для диагностики и лечения. Почему необходимо регулярно делать флюорографию?

Демонстрации: рентгеновские снимки.

Домашнее задание: по возможности найти различные приборы электрического и магнитного принципа работы («Витафон», «МАГ» и другие) с инструкциями, принести их в школу.

Электрические и магнитные явления и здоровье человека

Электрические свойства тканей организма. Человек в мире электромагнитных полей и импульсов. Биотоки, импульсы мозга. Почему можно оживить с помощью электрического разряда? Применение высокочастотных колебаний с лечебной целью.

Практическое занятие: определение сопротивления кожи человека; изучение устройства, принципа действия и правил пользования приборами из серии «Домашний доктор» по их инструкциям.

Ткань

Удельная электропроводность,

Ом -1 *м -1

Спинномозговая жидкость

Сыворотка крови

Кровь

Мышца

Внутренние органы

(2-3)*10 -1

Мозговая и нервная ткани

0,07

Жировая ткань

0,03

Кожа сухая

10 -9

Экскурсия в физиотерапевтический кабинет поликлиники

Ознакомление с различными видами физиотерапевтической аппаратуры, их назначением, принципами действия, видами заболеваний, при лечении которых они применяются и другое. Техника безопасности при работе с оборудованием.

Домашнее задание: оформление изученной на курсах информации в виде сообщения, плаката, презентации или в любой другой наглядной форме.

Пример информации:

Ученые Объединенного института физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН исследовали влияние физических полей различной природы (в основном электромагнитных) на поведенческие реакции живых организмов, в том числе людей. Часто неврастения сопровождается головными болями (мигренями) и потерей сна.Как же снять головные боли?

Ответ.Этого можно достигнуть путем воздействия на мозг импульсами электрического тока через электроды, прикладываемые к коже. Метод позволяет сократить, а иногда и полностью исключить применение химических обезболивающих препаратов, избавить больного от их побочных действий. Например, в аппарате «Скат» импульсы переменного тока попеременно подаются с трех пар электродов, укрепленных на голове больного. Благодаря этому под воздействием оказываются практически все структуры мозга, ответственные за блокаду болевого раздражения. Частота импульсов меняется в интервале 400 – 1500 Гц, а амплитуда силы тока достигает 300 мА.

Человек примерно треть жизни проводит во сне. Полное лишение сна люди переносят гораздо тяжелее, чем голодание, и скоро погибают. В процессе сна клетки мозга восстанавливают свою работоспособность, активно усваивают питательные вещества, накапливают энергию. Сон восстанавливает умственную деятельность, создает чувство свежести, бодрости, вызывает прилив энергии. Поэтому для лечения заболеваний центральной нервной системы используют электросон. Он используется при снижении работоспособности, повышенной утомляемости, головных болях и бессоннице.

Здоровый образ жизни

Здоровое питание. Правильный режим сна и бодрствования. Разумные физические нагрузки. Занятия спортом. Почему полезна баня? Правила личной гигиены. Можно ли бороться с вредными привычками? Какие привычки считать вредными?

Практическая работа: определение параметров здорового человека (пульс, частота дыхания, давление, вес), определение выносливости и тренированности организма после физической нагрузки (10 приседаний), оформление личного физического паспорта.

Домашнее задание: вспомнить самое интересное на ваш взгляд занятие курса, подготовить небольшое (2-3 минутное) сообщение по данной теме; ответить на вопрос – что нового по физике я узнал во время работы данного элективного курса по физике? Нужно ли знать данный предмет хорошему врачу или медсестре? Изменилось ли ваше решение в выборе дальнейшего образовательного пути? Что посоветуете изменить или добавить в программу элективного курса?

Итоговая конференция

Выступления – размышления учащихся по итогам элективного курса. Просмотр индивидуальных проектов, приготовленных учащимися.

Подведение итогов заполнения личного физического паспорта, обсуждение вопросов, касающихся культуры сохранения собственного здоровья.