Определение мощности работы сердца Работу выполнили: Русанова Даша Познякова Таня 8 в класс 264 школа Руководитель: Екимова Р.В. учитель информатики

В 2014 году в 15 раз будет отмечаться Всемирный день сердца (отмечается ежегодно в последнее воскресенье сентября). Его цель - заставить человечество задуматься о проблеме сердечно - сосудистых заболеваний и заняться профилактикой этих заболеваний. Здоровье человека в основном определяется функциональным состоянием сердца и сосудов.

С уроков биологии, физической культуры, мы знаем, что физические нагрузки влияют на работу сердца, а нам хотелось узнать насколько, а для этого использовать свои знания по физике и определить мощность работы сердца в обычном состоянии, а потом после выполнения нагрузок. Мы провели небольшое исследование.

Мы определили: Объект исследования: работа сердца человека. Предмет исследования: физические характеристики работы сердца. Гипотеза: мощность работы сердца зависит от физической нагрузки. Цель: определить мощность работы сердца в спокойном состоянии и после физической нагрузки.

Задачи: 1. Изучить литературу по данной проблеме. 2. Пригласить ребят из нашего класса для участия в эксперименте. 3.Определить массу крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение для каждого из ребят. 4.Определить время одного сокращения сердца в спокойном состоянии и после физической нагрузки для каждого участника. 5.Определить мощность работы сердца в спокойном состоянии и после физической нагрузки для каждого участника эксперимента.

Практическая часть исследования: Мы использовали: оборудование: напольные весы, электронный тонометр; и помощь одноклассников.

Определение массы крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение Определили массу тела для каждого участника с помощью напольных весов. Кровь составляет примерно 7% от массы тела(mт) человека, поэтому рассчитали массу крови в теле по формуле: m=0,07mт. Измерили число сокращений сердца (пульс) в минуту, N. В спокойном состоянии вся кровь человеческого организма проходит через сердце за 1 минуту. Вычислили массу крови, выталкиваемой сердцем в сосуды за одно сокращение m 0 =

Получили, что: Масса крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение, у каждого индивидуальна: от 48 г до 85 г.

Определение времени одного сокращения сердца в спокойном состоянии и после физической нагрузки 1. Вычислили время, за которое совершается одно сокращение сердца в спокойном состоянии t1. t1= 2. Каждый участник сделал 15 быстрых приседаний, и мы измерили пульс N2. 3. Вычисляем время, за которое совершается одно сокращение сердца после физической нагрузки t2=

Получили, что: После физической нагрузки частота сердечных сокращений увеличилась у всех участников, а время, за которое совершается одно сердечное сокращение, соответственно, сократилось. В спокойном состоянии время одного сердечного сокращения 0,80-0,88 с, а после физической нагрузки 0,49-0,70 с.

Определение мощности работы сердца в спокойном состоянии и после физической нагрузки. Скорость крови в аорте равна 0,5 м/с. Порция крови, выталкиваемая сердцем за одно сокращение, приобретает кинетическую энергию Ек=m 0 v 2 /2. Эта кинетическая энергия будет равна работе А, совершаемой сердцем. А= m 0 v 2 /2. Мощность работы сердца в спокойном состоянии можно рассчитать, разделив работу по выбросу одной порции крови на время t1, за которое совершается одно сокращение в спокойном состоянии.. Р1=m 0 v 2 /2t 1. Объем (а значит и масса) крови, выталкиваемой сердцем в сосуды за одно сокращение, в покое и при физической нагрузке практически не меняется. Поэтому можем рассчитать мощность работы сердца после физической нагрузки по формуле Р2=m 0 v 2 /2t 2

Получили, что: Мощность работы сердца после физической нагрузки у всех участников эксперимента увеличилась.

Наша гипотеза подтвердилась, работа сердца зависит от физической нагрузки. При физической нагрузке частота сердечных сокращений у всех участников эксперимента увеличилась, сердце стало работать с большей мощностью. Расчеты показали, что в спокойном состоянии мощность работы сердца мВт, после 15 приседаний мВт. Прослеживается следующая зависимость: мощность работы сердца больше у тех, чья масса больше.

Средняя мощность работы сердца в спокойном состоянии 8 мВт; это в раз меньше, чем у обычной лампочки мощностью 100 Вт. Однако, такое сердце за час пропускает 234 кг крови. Сила сокращения сердечной мышцы значительно возрастает при регулярных нагрузках, которые можно постепенно увеличивать только под контролем врача. Тренированное сердце работает экономно и отдыхает больше, чем нетренированное. Важно тренироваться постоянно, постепенно увеличивая нагрузку. Чрезмерные нагрузки для нетренированного сердца вредны.

Люди могут снизить риск развития у них сердечно - сосудистых заболеваний, занимаясь регулярными физическими упражнениями, воздерживаясь от употребления табака и избегая пассивного курения, придерживаясь питания, богатого фруктами и овощами, и избегая пищи с большим количеством жиров, сахара и соли, а также поддерживая нормальный вес тела.

Список литературы : 1. Горицидзе Г.Ш. Познай самого себя. «Физика. Первое сентября»23, 2009,с.9 2. Здоровье. Википедия. 3. Кабардин О.Ф. Физика. М, Просвещение, Ковалева С. Я. Козлова Н.Д. Познай самого себя. М., Чистые пруды, с., ( Библиотечка «Первого сентября», серия «Физика». Вып. 26) 5. Коц Я. М.. «Спортивная физиология» Москва, «Физкультура и спорт», 1986г, 239с; 6. Перышкин А.В., Физика-7 «Дрофа», Сердце человека. Википедия.

ИмяПульс в покоеПульс после физичес кой нагрузки Масса тела, кг Масса крови в организм е, кг Масса крови выбрасыв аемой сердцем за одно сокращен ие, г Время одного выбро са в покое, с Время одного выбро са после нагруз ки,с Мощн ость работ ы сердца в спокой ном состоя нии, мВт Мощн ость работ ы сердц а после физ. нагруз ки, мВт Коновалов Альберт ,250,0720,830,520,01020,0170 Морозова Дарина ,850,0550,850,600,00800,0114 Никитин Вася ,950,0800,810,490,01230,0204 Пасека Маша ,360,0480,860,540,00740,0118 Петрушин Алеша ,90,0720,880,600,01020,0150 Романьков Андрей ,950,0850,880,460,01020,0203 Русанова Даша ,990,0580,880,700, Федосов Даня ,50,0510,880,520, Цыганкова Уля ,50,0460,800,630, Шахов Денис , ,850,630,