Задания для самостоятельной работы. 1. На какую величину отличается давление крови на уровне макушки и давление у подошвы

1. На какую величину отличается давление крови на уровне макушки и давление у подошвы человека ростом 160 см, стоящего вертикально прямо?

Ответ: .

2. Определить минимальное значение ускорения, направленного вверх, которое вызывает у человека нарушение кровоснабжения мозга, с нормальным АД.

Ответ: а=10 м/ .

3. определите линейную скорость крови в аорте диаметром 2 см, если систолический объем крови - 60 мл, а длительность систолы - 0,3 с.

Ответ: 0,6 м/с.

4.Из небольшого отверстия в дне широкого сосуда вытекает жидкость. Первоначальная высота столба жидкости в сосуде равна 80 см. Какова максимальная скорость истекающей жидкости?

Ответ: 4 м/с.

5. Определите гидравлическое сопротивление движению крови на участке сосуда длиной 2 см и диаметром 2 мм. Вязкость крови считайте равной 5 мПа с.

Ответ: 2,5 .

6. На участке кровеносного сосуда перепад давления, обеспечивающего движение крови, составляет 4 мм рт. ст. Гидравлическое сопротивление кровотоку - 0,5 ГПа . Какова объемная скорость крови?

Ответ: 1 мл/с.

Контрольные вопросы по разделу.

1. Что такое объемная или линейная скорость движения жидкости? Какова связь между ними?

2. О чем свидетельствует уравнение неразрывности струи? Для каких жидкостей оно применимо? Исходя из значений линейной скорости кровотока в аорте и капиллярах, оцените соотношение между площадью поперечного сечения аорты и суммарной площадью поперечных сечений капилляров.

3. Что устанавливает уравнение Бернулли? Охарактеризуйте его составляющие. Для каких жидкостей оно применимо?

4. Как определить, основываясь на уравнениях Бернулли и неразрывности струи, изменения давления крови в сосуде при аневризме и при сужении просвета сосуда?

5. Каковы особенности течения вязкой жидкости? Приведите формулу Ньютона для сил внутреннего трения в жидкости. Что такое вязкость жидкости, в каких единицах она измеряется? Приведите их примеры.

6. Что выражает формула Пуазейля? Как рассчитать гидравлическое сопротивление сосуда?

7. Охарактеризуйте известные вам методы определения вязкости жидкости, сопоставьте их достоинства и недостатки.

8. Чем различаются ламинарное и турбулентное течения жидкости? Что определяет число Рейнольдса? Запишите формулу для его вычисления.

9. Какова средняя вязкость крови в норме и в каких пределах она может изменяться при патологических процессах?

10. Какие факторы влияют на значение вязкости крови в организме? Как и почему различается вязкость венозной и артериальной крови? Как проявляется неньютоновский характер вязкости крови?

11. Что называют трансмуральным давлением, гидростатическим давлением?

12. Приведите график изменения во времени давления крови в крупных артериях. Укажите на графике значения систолического, диастолического и пульсового давления. Как определяется среднее давление?

13. На каком участке большого круга кровообращения наблюдается наибольшее падение давления крови? Почему?

14. Какие Вы знаете методы определения давления крови? Перечислите их.

15. Как возникает пульсовая вольна? От чего зависит скорость ее распространения? Приведите формулу и укажите приблизительные значения этой скорости в аорте, артериях мышечного типа и венах. Как и почему изменяется эта скорость с возрастом и при повышении артериального давления?

16. Какое течение называют турбулентным? При каких условиях оно возникает? Что определяет число Рейнольдса?

17. Какие течения имеет кровь в сосудистой системе и как можно обнаружить турбулентное течение крови?

18. Назовите известные вам методы определения скорости кровотока, укажите их физическую основу.

19. Рассчитайте работу сердца за одно сокращение. Какова мощность сердца? рассчитайте работу сердца за одни сутки.

20. Каково соотношение составляющих работы сердца по преодолению статического давления крови (статический компонент) и по сообщению крови движения (кинетический компонент) в покое и при физической нагрузке?

Электричество и магнетизм. Основные понятия и формулы.

1.Заряд тела равен сумме зарядов всех его протонов и электронов

Q = e( ), где - число протонов, - число электронов.

2. Закон Кулона: F = где - величина зарядов; r - расстояние между ними, а - константа, называемая электрической постоянной.

3. Электрическое поле - форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействием между электрическими зарядами.

4. Напряженность электрического поля (Е) в некоторой точке пространства -

силовая характеристика электрического поля, численно равная отношению силе, действующей на единичный точечный заряд к величине этого заряда:

Е = F/q, [В/м (вольт на метр)].

5. Сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле: F = Eq

6. Напряженность поля, созданного точечным зарядом Q на расстоянии r от него : .

7. Потенциал (ϕ) точки электрического поля - энергетическая характеристика электрического поля, численно равная работе, совершаемой силами поля, по перемещению единичного заряда из данной точки в некоторую точку отсчета О: ϕ = А/q, [В (вольт)].

8. Потенциал электрического поля точечного заряда Q в точке, удаленной от него на расстояние r: ϕ =

9. Работа, совершаемая силами электрического поля при переходе заряда q из одной точки в другую: А=q ϕ=qU

10. Разность потенциалов (напряжение) между двумя точками:

11. Связь между напряженностью и разностью потенциалов в однородном поле: , где d - расстояние вдоль силовой линии между точками с потенциалами .

12. Силовая линия - линия, касательные к которой совпадают с направлением вектора напряженности в соответствующих точках.

13. Эквипотенциальная поверхность - поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал.

14. Проводники - вещества, в которых имеются свободные заряды (металлы, растворы электролитов и плазма).

15. Проводник в электростатическом поле - напряженность поля внутри проводника равна нулю .

16. Диэлектрик в электростатическом поле - напряженность поля внутри диэлектрика уменьшается: Е = .

17. Диэлектрическая проницаемость вещества - безразмерная величина, показывающая, во сколько раз это вещество ослабляет электрическое поле:

ε = (для вакуума ε = 1)

18. Электрический ток - упорядоченное движение свободных зарядов в веществе. За направление тока принимается направление движения положительных зарядов.

19. Сила тока - скалярная величина, она показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени (1с):

, [А (ампер)].

20. Плотность тока - отношение силы тока к площади сечения проводника:

.

21. Закон Ома - связь между силой тока и напряжением: , где

R - сопротивление участка цепи [Ом] .

22. Сопротивление цилиндрического проводника: , где l - длина,

S - площадь поперечного сечения, ρ - удельное сопротивление материала.

23. Количество теплоты, выделившейся в проводнике за время t:

, [Дж (джоуль)]

24. Тепловая мощность тока: , [Вт (ватт)]

25. Удельная тепловая мощность тока - количество теплоты, выделяющейся в единице объема проводника за единицу времени.

26. Вычисление удельной тепловой мощности:

27. Магнитное поле - форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие движущихся электрических зарядов. В макромире магнитное поле создают проводники с током и постоянные магниты.

28. Магнитная индукция (В) - характеристика магнитного поля; единица измерения тесла (Тл).

29. Закон Ампера – сила, действующая на прямолинейный участок проводника с током: , где - сила тока, - длина проводника, α - угол между направлением тока и вектором В.

Вектор силы перпендикулярен как направлению В, так и проводнику с током.

30. Сила Лоренца - сила, действующая на движущийся в магнитном поле заряд : ,

где q - величина заряда, ʋ - его скорость, α - угол между направлением ʋ и В. Сила Лоренца перпендикулярна как направлению В, так и направлению скорости заряда.

31. Магнитная проницаемость вещества (μ) - безразмерная величина. Она показывает, во сколько раз индукция магнитного поля в веществе изменяется от индукции магнитного поля в вакууме.

В = μ , (для вакуума μ=1)

32. Диамагнетики - μ < 1, намагниченность не сохраняется.

33. Парамагнетики - μ > 1, намагниченность не сохраняется.

34. Ферромагнетики - μ >> 1, намагниченность сохраняется.

35. Магнитный поток: Ф=ВScosα, [Вб (вебер)].

36. Закон Фарадея. Э.д.с. электромагнитной индукции: ,

Е - э.д.с., dФ - изменение магнитного потока, dt - время изменения.

37. Э.д.с. самоиндукции: , где

L - индуктивность контура, dI - изменение силы тока, dt - время изменения.

38. Емкость конденсатора: С=q/U, [Ф (фарад)]

q - заряд конденсатора, U - напряжение между пластинами.

39. Емкость плоского конденсатора: ,

40. Индуктивность катушки: , [Гн (генри)]

41. Энергия заряженного конденсатора: , где

С - емкость, U - напряжение, q - заряд.

42. Энергия катушки индуктивности: ,

где L - индуктивность, I - сила тока.

Биоэлектрические потенциалы. Основные понятия и формулы.

1. Биоэлектрический потенциал – разность потенциалов между двумя толчками живой ткани, определяющая ее биоэлектрическую активность.

2. Биопотенциал имеет мембранную природу.

3. Математическое описание пассивного транспорта. Электрохимический потенциал одного моля раствора:

4. Плотность потока диффузии вещества через мембрану в общем случае описывается уравнением Теорелла:

5. Закон Фика диффузии незаряженных частиц (Z=0) имеет вид:

где D = URT - коэффициент диффузии, в скалярном виде: где - концентрации вещества соответственно внутри и снаружи клетки; p= D/ x - коэффициент проницаемости мембраны, х - толщина мембраны.

6. Уравнение Нернста – Планка для потенциал покоя:

7. Плотность потока диффузии ионов через мембрану описывает уравнение

8. Нернста-Планка:

9. Потенциал покоя клетки в стационарном состоянии описывается уравнением Гольдмана - Ходжкина - Катца: