Transcript ФИЗИКА ЧЕЛОВЕКА

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ
РАБОТА ПО ФИЗИКЕ НА
ТЕМУ:
«ФИЗИКА ЧЕЛОВЕКА»
Исполнитель:
Ученица 11 «Е» класса
Плаксиева Мария Александровна
Руководитель:
Кузнецова Мария Казимировна
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ


Физика является лидером современного
естествознания и фундаментом научно-технического
прогресса, а оснований для этого достаточно. Физика
дала в руки человека наиболее мощные источники
энергии, чем резко увеличила власть человека над
природой. Физика, ее явления и законы действуют в
мире живой и неживой природы, что имеет весьма
важное значение для жизни и деятельности
человеческого организма и создания естественных
оптимальных условий существования человека на
Земле.
Человека, как высшую ценность нашей цивилизации,
изучает ряд научных дисциплин: биология,
антропология, психология и др. Однако создание
целостного представления о феномене человека
невозможно без физики. Вместе с тем в школьном
преподавании сложилась парадоксальная ситуация, при
которой глубокая взаимосвязь физики и других наук
ускользает от понимания учащихся. Физика для многих
ребят кажется бесполезной для жизни наукой.
 Поэтому необходимость разрешения этого
противоречия определяет актуальность
рассмотрения данной темы.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Формировать умения, применять законы
физики для объяснения процессов,
протекающих в организме человека.
ЗАДАЧИ РАБОТЫ:
1)Собрать и проанализировать научную
литературу по данной тематике.
2)Провести ряд экспериментов, объясняющих
некоторые процессы, происходящие в
организме человека, с точки зрения физики.
3) Сформировать знания о некоторых
физических величинах и законах, изучаемых
в курсе физики.
4) По результатам исследований доказать
применимость законов физики к живому
организму.
ФИЗИКА
СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ
СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА:


Наше сердце – это насос,
работающий в импульсном режиме с
частотой около 1 Гц. Во время каждого
импульса, длящегося примерно 0,25 с,
сердце взрослого человека успевает
вытолкнуть из себя в аорту около 0,1л
крови. Околосердечная жидкость
увлажняет, сердце и уменьшает трение
при сокращениях сердца.
Способность сердца сокращаться
обусловлена тем, что сердечная
мышца активируется
электрическими импульсами,
возникающими в самом сердце.
ИССЛЕДОВАНИЕ 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ ЧЕЛОВЕКА ПО
ЧАСТОТЕ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.
Рассчитать, сколько кДж истратилось на
физическую работу за определённое время по
формуле профессора Травина:
Е=0,014G*t*(0,12f – 7)кДж/мин.
Е – энергозатраты в килокалориях
G – масса тела в кг
t - время в мин
f – число сердечных
сокращений в мин
ДИАГРАММА «ЗАВИСИМОСТЬ
ЭНЕРГОЗАТРАТ ЧЕЛОВЕКА ОТ ВОЗРАСТА И
ОТ ВИДА ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ»
ВЫВОДЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ:
1. О точности результатов нельзя судить, так как в
эксперименте принимало участие только 2 человека.
2. Используя формулу, приведённую в эксперименте,
можно с лёгкостью рассчитывать
энергозатраты человека, совершаемого любую
работу.
3. По графикам зависимости энергозатрат
человека от возраста и массы тела можно
заметить, что при больших физических нагрузках
(бег, приседания), взрослый человек тратит на
работу больше ккал, чем подросток.
4. Однако в спокойном состоянии энергозатраты
взрослого человека вполовину меньше энергозатрат
подростка.
ФИЗИКА ОПОРНОДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА


Опорно-двигательная система человека
представляет собой, с точки зрения механики,
совокупность рычагов, удерживающих
человека в равновесии. Но это равновесие
достигается путем постоянного напряжения
поддерживающих систему мышц, так как без
них вся совокупность звеньев и сочленений
скелета человека крайне неустойчивой.
Основу опорно-двигательного аппарата
человека составляют элементы-звенья
(суставы), совершающие вращательное
движение вокруг неподвижных осей.
Активную часть составляют мышцы. Кости
скелета действуют как рычаги, которые имеют
опоры в сочленениях и приводятся в движение
силой тяги, развиваемой при сокращении
мышц.
ИССЛЕДОВАНИЕ 2
Определение механической работы и мощности,
развиваемой человеком при различных видах
нагрузки.
Часть 1. Определение механической работы,
совершаемой человеком при отжимании.
Описание работы.
1)отжаться наибольшее число раз (мальчики от земли,
девочки от лавки). Число отжиманий – n;
2)с помощью рулетки определить высоту подъема
относительно лавочки или земли - h;
3)рассчитать работу за один подъем тела по формуле
А = mgh;
4)рассчитать общую работу за n подъемов тела
Aобщ = nA
ДИАГРАММА ЗАВИСИМОСТИ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ОТ ПОЛА И
ВОЗРАСТА
ВЫВОДЫ ПО
ИССЛЕДОВАНИЮ:
1. Опытным путём, используя физическую формулу,
можно определить механическую работу,
совершаемую человеком.
2. Сравнивая полученные результаты, можно сказать,
что наибольшую механическую работу совершает
человек в среднем возрасте, имея наибольшую массу
тела.(m-103 кг, A-30076 Дж)
3. С возрастом у женского пола прослеживается
уменьшение работоспособности.(от 6 до 3 отжиманий, с
1600 Дж до 868 Дж)
ЧАСТЬ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
МОЩНОСТИ,
РАЗВИВАЕМОЙ ЧЕЛОВЕКОМ, ПРИ ПОДНЯТИИ ПО
ЛЕСТНИЦЕ (БЕГОМ И ШАГОМ).
Описание работы.
1) с помощью рулетки измерить высоту одной
ступеньки: Sо.
2) вычислить число ступенек: n;
3) определить высоту лестницы: S = Sо . n;
4) если это возможно, определить массу своего тела,
если нет, взять приблизительные данные: m, кг;
5) вычислить силу тяжести, действующую на ваше
тело: F = mg;
6) определить работу: А = F . S;
7) определить время t, за которое вы поднимаетесь
на второй этаж шагом, а затем бегом;
8) рассчитать мощность для обоих случаев по
формуле: P=A/t
ДИАГРАММА ЗАВИСИМОСТИ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ОТ
ПОЛА, ВОЗРАСТА И ФИЗИЧЕСКОЙ
НАГРУЗКИ.
ВЫВОДЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ:
1. Опытным путём, используя физическую
формулу, можно определить мощность,
развиваемую человеком при различных
видах нагрузки.
2. Прослеживается зависимость мощности от
массы тела человека и от возраста.
3. Большей мощностью обладает спортивный, с
наибольшей массой тела человек.
ИССЛЕДОВАНИЕ 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ
ПАЛЬЦА РУКИ ЧЕЛОВЕКА
Выводы по
исследованию:
1. Экспериментальным
путём, используя
физические формулы,
можно высчитать
скорость пальца
человеческой руки.
2. Эксперимент показал,
что наибольшей
скоростью обладает
средний и указательный
пальцы руки.
ИССЛЕДОВАНИЕ 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМА И ПЛОТНОСТИ
ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
1
2
V, м3
m , кг
0,048
0,055
50
57
P, кг/м3 табл. P,
кг/м3
1041
1036
1036,4
1036
Выводы по исследованию:
1. Эксперимент показал применимость физической формулы к
человеку для определения его плотности.
2. Зная массу и измерив объём человеческого тела, можно с
лёгкостью вычислить плотность.
3. По данным нашего эксперимента можно говорить о точности
результатов, так как полученные цифры совпадают с
табличным значением
ВЫВОДЫ ПО
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
РАБОТЕ:
1. Существует взаимосвязь двух наук о природе:
биологии и физики.
2. Человеческий организм и его действия
также интересны для физики, как и любые
другие окружающие природные явления.
3. Законы природы едины.
4. Законы физики применимы к живому
организму.