Физика человека

Несмотря на биологическую природу живых организмов, нормальное их функционирование происходит в полном соответствии и с законами физики.
Процессы обмена веществ, энергии и информации, которые являются обязательным условием существования всего живого, протекают согласно первым двум законам термодинамики.

скелет
Пятая часть массы тела взрослого человека приходится на скелет.
В скелете взрослого человека насчитывается более 200 костей.
В большинстве своём кости являются рычагами, с помощью которых совершаются разнообразные движения тела и его частей в пространстве.

Рычаг равновесия –
точка опоры лежит между точкой приложения силы и точкой сопротивления (груз)
соединение позвоночника с черепом,
суставы между позвонками,
соединения таза с бедренными костями.
Рычаг силы.
точка сопротивления, подлежащая перемещению, лежит между точкой опоры и точкой приложения силы.
Опираясь на головки плюсневых костей, человек поднимает при помощи мышц, прикрепляющихся к пяточной кости, всю тяжесть своего тела.
ходьба
стать на цыпочки
Рычаг скорости.
точка приложения силы находится между точкой опоры и точкой сопротивления.
локтевой сустав при сгибании.
В этом случае точка опоры лежит в локтевом суставе, точка приложения силы – в области бугристостей локтевой и лучевой костей, т. е. несколько кпереди от точки опоры
приводит к выигрышу в скорости, но к потере в силе.
рычаги

электрокардиограмма
Электрокардиография — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца.
Работающее сердце создаёт условия для возникновения электрического тока. При сокращении предсердий они заряжаются отрицательно по отношению к желудочкам, которые в это время находятся в расслабленном состоянии. Таким образом, при работе сердца возникает разность потенциалов, которую можно зафиксировать с помощью особого прибора — электрокардиографа
Так как тело человека хорошо проводит электрический ток, биопотенциалы, возникающие в сердце, могут быть обнаружены на поверхности тела.

Движение крови по сосудам
Гемодинамика – наука, которая изучает движение крови по сосудам, так как оно подчиняется законам гидродинамики.
Сокращение сердца
Гидравлическое сопротивление: особенности строения кровеносных сосудов (диаметр сосдов, эластичность артерий, клапаны вен)
Разница давлений между артериями и венами
Максимальное давление в артериях достигает 120 – 130 мм. рт. ст. В капиллярах это значение снижается до 30 – 15, а в венах до 6-0 мм. рт. ст. Таким образом, согласно законам гемодинамики, кровь движется из области с высоким давлением в область с низким давлением.
Скорость кровотока:
Полный кругооборот по двум кругам – 20-25 секунд.
Аорта – до 0.5 м/с
Полая вена – 0,25 м/с
Капилляры – 0,5 мм/с
Основные причины движения крови в организме:

пульс
Пульс — толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с сердечными циклами.
У здоровых лиц нормальный пульс составляет 60-90 ударов в минуту.
Учащение пульса называется тахикардией (выше 100—110-ти ударов в минуту).
Низкие показатели пульса называются брадикардией (от 60-ти сердцебиений в минуту и меньше).
Где измеряется пульс
Запястье руки. Пульсация лучевой артерии.
На локтевой артерии. Локтевой сгиб, на плечевой артерии.
Подмышечная впадина.
В районе виска над бровью, где видна височная артерия.
Шея, в месте прохождения сонной артерии. Край нижней челюсти и угол рта – в этих местах прощупывается лицевой пульс.
Пах, имеется в виду внутренняя сторона бедра. Здесь прощупывается бедренный пульс.
Под коленом. Измерить пульс можно в ямке сгиба ноги, там, где проходит подколенная артерия, конечность в момент измерения не сгибать.
Стопы ног. Над сводом стопы, посередине или сзади

Измерение артериального давления
Накачав воздух в манжету, сдавливают артерии плеча. Затем постепенно выпускают воздух из манжеты, и появляется своеобразный звук, который совпадает с уровнем систолического давления. Исчезновение звука соответствует диастолическому давлению.
Максимальное артериальное давление – давление крови в момент сокращения желудочков. Еще его называют систолическим или верхним давлением.
Минимальное давление – давление крови в момент диастолы желудочков. Еще его называют диастолическим или нижним давлением.
Гипертония – заболевание, при котором давление постоянно находится за верхней границей нормы.
Гипотония – заболевание, при котором давление постоянно находится за нижней границей нормы.
Реальное давление человека не всегда совпадает с расчетами. Оно может меняться в течение дня, в зависимости от физического и эмоционального состояния. При интенсивной физической работе давление увеличивается.
Показатели давления человека практически не зависят от пола, но меняются с возрастом
Кровяное давление — давление крови на стенки кровеносного сосуда:
аорта — 100 мм рт. ст.;
артерии — 90 мм рт. ст.;
капилляры — 25 мм рт. ст.;
вены — 5 мм рт. ст.;
нижняя полая вена — 3 мм рт. ст.
Различают артериальное, венозное и капиллярное давление крови.

ГАЗООБМЕН В АЛЬВЕОЛАХ
ГАЗООБМЕН ПРОИСХОДИТ
ПАССИВНО ИЗ-ЗА РАЗНИЦЫ
СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА
В ВОЗДУХЕ И КРОВИ
КИСЛОРОД ОЧЕНЬ ПЛОХО РАСТВОРЯЕТСЯ В ВОДЕ, ПОЭТОМУ ЕГО ПЕРЕНОСИТ ОСОБЫЙ БЕЛОК В СОСТАВЕ ЭРИТРОЦИТОВ - ГЕМОГЛОБИН

ГАЗООБМЕН В ТКАНЯХ
КАК ТОЛЬКО «НАГРУЖЕННЫЕ»
КИСЛОРОДОМ ЭРИТРОЦИТЫ
ПОПАДАЮТ В МЕСТО ГДЕ
КИСЛОРОДА МЕНЬШЕ ЧЕМ БЫЛО
В ЛЕГКИХ, ОНИ НАЧИНАЮТ
ОТДАВАТЬ СВОЙ КИСЛОРОД
ТАК ЖЕ ПРОИСХОДИТ И С УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ, С ТОЙ ЛИШЬ РАЗНИЦЕЙ, ЧТО ОН ХОРОШО РАСТВОРЯЕТСЯ В ВОДЕ (КРОВИ) И ЕМУ НЕ НУЖНЫ ЭРИТРОЦИТЫ С ГЕМОГЛОБИНОМ

Гортань и голосообразование
Между щитовидным хрящом (спереди) и черпаловидными хрящами (сзади) натянуты голосовые связки. Голосовых связок 2 пары, но в образовании голоса участвуют только нижние
Звук голоса возникает в результате колебания голосовых связок при выдыхании воздуха. Громкость голоса зависит от амплитуды (размаха) колебаний голосовых связок, высота — от длины и степени их натяжения. Тембр звука зависит от резонирующих полостей (верхней части гортани, глотки, полостей рта и носа)
При создании голоса мышцы гортани сокращаются и голосовые связки натягиваются. На выдохе струя воздуха прорывается через закрытую голосовую щель и возникают звуковые колебания — голос.

Тембр голоса
Высота голоса (частота звуковых колебаний) зависит от степени напряжения и от длины голосовых связок. У мужчин гортань крупнее (образует «кадык»), голосовые связки длиннее и голос ниже. Чем длиннее голосовые связки, тем ниже голос.

Проведение нервного импульса
Между наружной поверхностью клетки и цитоплазмой существует разность потенциалов около 60-90 мВ. Такую разность потенциалов называют потенциалом покоя или мембранным потенциалом.
При поступлении раздражения на участок нервного или мышечного волокна, возбуждённый участок заряжается отрицательно по отношению к невозбуждённому. Эту разность потенциалов между участками мышечного или нервного волокна называют потенциалом действия. Он распространяется по нервным волокнам и анализируется в центральной нервной системе. Аналогичную биоэлектрическую природу имеют сигналы, идущие от центральной нервной системы в ответ на поступившее раздражение.

электроэнцефалограмма
О деятельности головного мозга судят по его электрической активности. Разность потенциалов в головном мозге очень мала (несколько десятков микровольт), поэтому необходимо использовать усилители биотоков и осциллографы для их графической регистрации. Такой прибор для записи электрических колебаний головного мозга называется электроэнцефалографом, а кривая биопотенциалов — электроэнцефалограммой.