7класс Говорченко Настя Гурбанова Маиса

Находиться летом на берегу моря и не окунуться в прохладную морскую воду просто невозможно. Во-первых, заметно снижается температура тела, а во-вторых, поплавать в морской воде – несказанное удовольствие.

Почему же, заходя в воду, тем более, в морскую, мы не только не погружаемся немедленно на дно, а наоборот, чувствуем заметное облегчение своего веса?

Объяснение тому простое – все мы и каждый из нас примерно на 70% состоят из обычной воды. Поэтому бытующее в народе мнение, что если человека сильно ударить, то от него «одно мокрое место» останется, имеет под собой вполне научную основу. Таблица показывает, из чего мы состоим на самом деле и какова плотность различных составляющих (тканей) нашего организма.

Отношение массы ткани к массе тела, % Плотность ткани, в 1000 кг/м 3 Мышцы431,04 Жир140,92 Кости101,90 Кровь81,04

Большую часть нашего тела составляют мышцы. Так как их плотность больше, чем у воды, то при плавании они должны тянуть нас на дно. Еще больше, как следует из таблицы, тянут на дно наши кости. Кажется, что только жировая прослойка может спасти нас от быстрой гибели. Однако это не совсем верно.

А Внутри каждого человека есть воздушный мешок – легкие. Объем воздуха в легких человека может изменяться от 1 литра (при глубоком выдохе) до 6 литров (при глубоком вдохе). G АGАG

Оценивая плавучесть человека, необходимо учитывать, что голова человека, объем которой составляет около 7% объема его тела, всегда должна находиться над поверхностью воды. Пусть человек в воде занимает вертикальное положение. Легко показать, что в таком случае будет справедлива следующая формула для отношения абсолютных величин архимедовой силы F A и силы тяжести mg, действующих на человека в воде:, где ρ B и ρ ч - плотности воды и человека соответственно

Отсюда следует, что даже при самом глубоком вдохе архимедовой силы не хватит для полной компенсации силы тяжести плывущего человека. Но даже если бы архимедова сила и была равна силе тяжести человека, он не смог бы неподвижно лежать в воде, находясь в горизонтальном положении

архимедова сила и сила тяжести приложены к разным точкам тела: F A приложена в центре масс вытесненной телом жидкости (точка А на рисунке), a mg – в центре масс тела. Вторая точка из-за наличия воздуха в легких всегда находится дальше от головы, чем первая. В результате F A и mg образуют пару сил, которая вращает тело в вертикальной плоскости, пока оно не примет вертикальное положение

Входя в воду, мы явно ощущаем выталкивающую силу, действующую на нас со стороны воды А если, свернувшись калачиком, попробуем опуститься на дно, вода вытолкнет нас на поверхность. Причиной тому является разное давление воды на наше тело снизу и сверху. Называется это давление гидростатическим, и зависит оно от плотности жидкости и глубины погружения данного участка тела: р = ρ ж gh, где ρ плотность жидкости.

Согласно закону Архимеда, тело, полностью погруженное в жидкость, вы­ талкивается кверху с силой, равной весу вытесненной им жидкости (то есть весу жидкости в объеме этого тела При полном погружении в воду наше тело вытесняет воду в объеме, равном объему нашего тела V. Тогда выталкивающая сила равна F B = ρ ж gV.

Несмотря на то, что человек вроде бы может долго держаться на плаву в воде, спасатели предупреждают об осторожности. Твердо установлено, что человек, оставшийся один на один с водной стихией далеко от берега, рано или поздно все равно утонет. Объясняют это тем, что страх сковывает человека в полном смысле этого слова, уменьшая его объем, а, значит, увеличивая его плотность. Теряя силы, человек перестает совершать плавательные движения, что губительно сказывается на его положении. Не последнюю роль играет и переохлаждение человека. Огромная масса воды, обладающая большой теплоемкостью, забирает его тепловую энергию, значительно понижая температуру человеческого тела.

Согревает нас не только одежда, но физическая работа. Сокращения мышц не только дают нам возможность двигаться, но и снабжают нас теплом. Мышцы не являются идеальными пружинами, которые, сжимаясь, хранят в себе всю энергию деформации, а при расслаблении совершают работу. Деформация мышц неупругая, и поэтому они, сокращаясь и совершая работу, одновременно служат источником тепла. Выполняя среднюю физическую работу, мы разогреваемся, а мышцы, составляющие около 50% массы нашего тела, являются при этом источником почти 75% всего получаемого тепла. Остальные 25% - это тепло, выделяющееся при различных биохимических реакциях. Когда мы дрожим от холода, наши

А как сохраняет тепло тюлень, плавая в Ледовитом океане? Моржи и тюлени плавают в холодной воде, температура которой около 0 0 С. Поэтому основная проблема, с которой они сталкиваются, это, как сохранить тепло. Для этого все тело у них покрыто толстым слоем подкожного жира, который служит хорошим теплоизолятором