Transcript ( , 7786 КБ )

“Познай себя, свой
организм, своё
физическое тело с точки
зрения физики”.
КАК МЫ ДЫШИМ?
Законы физики в
процессе дыхания
человека
Долго ли мы сможем не дышать?
Даже тренированные люди могут
задерживать дыхание на 3-4 и даже
6 минут, но не дольше. Более
длительное кислородное
голодание может привести к
смерти. Поэтому кислород должен
поступать в организм постоянно.
Дыхание – перенос кислорода из
окружающей среды внутрь
организма. Основной орган
дыхательной системы – легкие,
вокруг которых имеется
плевральная жидкость.
А ЗАЧЕМ НАМ
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА?
Кровеносная система глазами
физиков
Кровь находится в постоянном
движении. Она течет по сосудам.
Сосуды и сердце – органы
кровообращения. Сердце действует
подобно насосу. При каждом
сокращении оно силой выбрасывает в
сосуды очередную порцию крови,
создавая в них давление. Сосуды
имеют различную толщину. Кровь
течёт по сосудам из области высокого
давления в область низкого давления.
Кровь, доставляет тканям и клеткам
человека питательные вещества,
кислород.
КАКОВЫ
МЕХАНИЧЕСКИЕ
ВОЗМОЖНОСТИ
ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО
ОРГАНИЗМА?
Скелет и мышцы – опорные
структуры и органы движения
человека, выполняющие защитную
функцию. Скелет человека состоит
примерно из 220 костей, которые
соединены между собой. Опорнодвигательный аппарат человека
можно рассматривать как систему
рычагов трех видов.
Что такое дыхание?
Дыхание – это совокупность процессов,
обеспечивающих поступление кислорода,
использование его в окислении
органических веществ и удаление
углекислого газа и некоторых других
веществ.

Кислород находится в окружающем нас воздухе, поступление его в организм
и обеспечивает дыхательная система.
Дыхание
внешнее
внутреннее
ВДОХ И
ВЫДОХ
КЛЕТОЧНОЕ
ДЫХАНИЕ
Органы дыхания – это специализированные органы для газообмена
между организмом и окружающей средой.

Дыхательная система состоит из
воздухоносных путей (последовательно
соединенных между собой полостей и
трубок) и дыхательной части.

К воздухоносным путям относятся
полость носа и носоглотка (верхние
дыхательные пути), гортань, трахея и
бронхи.

Дыхательная часть – это легкие и
соединительнотканная оболочка – плевра.
Как же дышит человек?



Ритмичное движение грудной
клетки еще не есть дыхание, но оно
обеспечивает дыхание.
При вдохе объем грудной клетки и
легких увеличивается, а давление в
них понижается и воздух входит в
легкие.
При выдохе объем грудной клетки и
легких уменьшается, давление в
легких повышается и воздух с
избытком углекислого газа выходит
наружу.
Это интересно





300–350 млн. альвеол с общей площадью – 100
кв.м, а площадь поверхности кожи – 2 м2
Длина легочного капилляра – 7–8 мкм
Через капилляры альвеолы кровь проходит за 0,8
с, но гемоглобин успевает насытиться кислородом
Через легкие за 1 минуту проходит 100 литров
воздуха.
Снаружи легкие покрыты легочной плеврой;
грудная полость покрыта пристеночной плеврой,
между ними находится плевральная полость, не
содержащая воздуха. Она заполнена жидкостью,
что уменьшает трение при дыхании.
Какие физические законы и процессы
лежат в основе дыхания?



Газовый закон Бойля-Мариотта
p1V1=p2V2
Диффузия – важнейший процесс газообмена
в легких.
Дыхание – это колебание (периодическое
изменение вдохов и выдохов).
Диффузия – важнейший процесс
газообмена в легких.
Поверхностное и полное дыхание





Многие люди дышат слишком часто (а норма – 16 вдохов в минуту в
спокойном состоянии) и неглубоко, время от времени задерживая вдох и
выдох. Такой тип дыхания называется поверхностным. В результате
легкие не успевают как следует проветриться – свежий воздух поступает
только в наружные отделы, большая же часть объема легких остается как
бы невостребованной, то есть воздух в ней не обновляется. А вирусам и
бактериям только этого и надо.
Полное дыхание – это соединение нижнего, среднего и верхнего дыхания.
Человек, постоянно практикующий полное дыхание, будет иметь
широкую грудь – и любой узкогрудый человек может развить свою
грудную клетку до нормальных размеров.
Если вы делаете менее 14 вдохов в минуту – замечательно. Так дышат
обычно хорошо тренированные и выносливые люди. Можете по праву
гордиться собой. Вбирая воздух полной грудью, вы даете легким
расправиться, прекрасно вентилируете их, то есть делаете вашу
дыхательную систему почти неуязвимой для возбудителей инфекции.
Неплохим результатом считается от 14 до 18 вдохов в минуту. Именно так
дышит большинство практически здоровых людей, которые могут болеть
гриппом или ОРВИ не более 2 раз в сезон.
Более 18 вдохов в минуту – это уже серьезный повод для беспокойства.
При поверхностном и частом дыхании в легкие попадает лишь половина
вдыхаемого воздуха. Для постоянного обновления легочной атмосферы
этого явно недостаточно.

- Что составляет опору
нашего тела?
 Скелет и мышцы.
Каркасом тела служит скелет, состоящий
приблизительно из 200 костей,
соединенных между собой таким
образом, что при движении
относительное расположение их может
изменяться. Кости приводятся в
движение скелетными мышцами, каждая
из которых прикрепляется к двум
различным костям.
Защита
У человека, например , черепная коробка обеспечивает
заглушку мозга и органов чувств, позвоночник –
заглушку спинного мозга, а ребра и грудина защиту
сердца, легких и крупных кровеносных сосудов
Движение.
Скелет служит местом преткновения мышц. При
сокращении мышц части скелета работают как рычаг,
и это приводит к движению.
Человеческое тело испытывает достаточно большую механическую нагрузку от
собственного веса и от мышечных усилий, возникающих во время трудовой
деятельности
Интересно, что на примере человека можно
проследить все виды деформации.
Деформации сжатия испытывает
позвоночный столб и нижние конечности и
покровы ступни.
Деформации растяжения – верхние
конечности, связки, сухожилия, мышцы.
Деформации изгиба- позвоночник, кости
таза.
Деформация кручения – шея при повороте
головы, туловище в пояснице при повороте.
Для профилактики деформаций опорно-двигательного аппарата большое значение имеют
биомеханические исследования. Изучение распределения нагрузок по стопе позволяет
создать рациональную опору.






Кости скелета, соединенные суставами, образуют кинематические
цепи
Сухожилья в опорно-двигательные системе человека обладают
большой прочностью.
Так ахиллово сухожилье взрослого человека выдерживают
нагрузку от 270-500 кг
Биохимические обоснования конструкции мебели формирует
правильную осанку
Специальные стулья, предназначенные для работников сидячих
профессий, позволяют уменьшить нагрузку на межпозвоночные
диски почти в 2 раза
Существует раздел биологии, рассматривающий биологический
объект в свете законов механики-биомеханика
Строение сердца
Сердечный цикл.





Работу сердца можно разделить на
несколько фаз (периодов):
Напряжения – систола,
Изгнания крови,
Расслабление – диастола.
Сердечным циклом называют
согласованное чередование систолы
и диастолы сердца.
Работа сердца

Сердце работает на протяжении всей жизни человека – во время
работы отдыха, сна.

Автоматизм сердца – это способность сердца ритмически
сокращаться без внешних раздражений, под влиянием импульсов,
возникающих в нем самом.

Сердце считается наиболее живучим из всех органов. Однако из
всего сказанного не надо делать вывода, что работа дается сердцу
легко. Ему, конечно, трудно, а отдых совершенно необходим для
восстановления сил. Поэтому, чем большую помощь вы сможете
оказать своему сердцу, тем дольше и лучше будет служить вам этот
неутомимый труженик
А знаете ли вы?

В сутки сердце делает 100 тысяч ударов, за год – почти 40 миллионов.

Общая работа желудочков за одну минуту составляет133,5 Дж, а за сутки
192240 Дж. Она достаточна, чтобы поднять человека массой 64 кг. на
высоту 300 метров.

В течение жизни сердце выбрасывает в аорту столько крови, что ею
можно было бы заполнить канал длиной в 5 км., по которому прошел бы
большой волжский теплоход.

В среднем за удар сердце выталкивает 60 см3 крови, при физической
работе - 200 см3 . Сердце может работать в 6-8 раз сильнее, чем в покое, и
за 1 час перегонять до 35 л. крови. За 8,5 часов лыжного пробега на 100 км.
сердце спортсмена перекачивает 35 тонн крови – целую
железнодорожную цистерну
Круги кровообращения
У человека
существуют два
круга
кровообращения,
которые
разделяют на
большой и
малый круги.
Диффузия – основа газообмена и
обмена веществ при
кровообращении
ГАЗООБМЕН В
МАЛОМ КРУГЕ
КРОВООБРАЩЕНИЯ
Давление в сосудах.

Давление в сосудах зависит от их толщины, что объясняется законом Бернулли.

Давление в крупных венах меньше атмосферного, что является причиной
всасывания воздуха при повреждении сосуда.
В артериях давление превышает атмосферное.
Пульсация крови при венозном кровотечении сглаживается вследствие
эластичности сосудов и наличия трения.


Основные функции глаза:



оптическая система,
проецирующая
изображение;
система, воспринимающая и
«кодирующая» полученную
информацию для головного
мозга;
«обслуживающая» система
жизнеобеспечения.
Строение глаза
Оптическая система глаза
Свет, преломляясь в оптической системе глаза, дает
на сетчатке действительное, уменьшенное, обратное
изображение рассматриваемого предмета.
Аккомодация
Аккомодация – способность глаза
приспосабливаться к видению как на близком, так и
на более далеком расстоянии.
Расстояние наилучшего зрения
Оптимальное расстояние при чтении и
письме для нормального глаза составляет
около 25 см.
Зачем нужны два глаза?



Наличие двух глаз позволяет сделать
наше зрение стереоскопичным (то есть
формировать трехмерное
изображение). Правая сторона сетчатки
каждого глаза передает через
зрительный нерв «правую часть»
изображения в правую сторону
головного мозга, аналогично действует
левая сторона сетчатки. Затем две части
изображения – правую и левую –
головной мозг соединяет воедино.
Можно различать, какой из предметов
находится ближе, какой дальше от нас.
Увеличивается поле зрения.
Что же есть человек
В шар земной упираясь ногами,
Солнца шар я держу на руках.
Я как мост меж Землею и Солнцем,
И по мне Солнце сходит на Землю,
А Земля поднимается к Солнцу
Так стою … Я, Человек.
Э. Межелайтис




Хуторской А.В. , Хуторская Л.Н. Увлекательная физика: Сборник заданий и
опытов для школьников и абитуриентов с ответами. – М:АРКТИ, 2001.
Колесов Д.В. ; Маш Р.Д. ; Беляев И.Н. Биология. Человек : учебник для 8 кл.
общеобразоват. Учреждений – 6-е изд. – М:Дрофа 2005.
Зорин И.И Элективный курс «Элементы биофизики» : 9кл. – М: ВАКО, 2007
Мое тело: физиология и анатомия человека. Интерактивное учебное пособие.
Спасибо за внимание!
Презентацию подготовила
учитель физики
Дмитровской СОШ №8
Коршунова О.А.