Определение физических характеристик собственного тела

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя школа № 9» города Смоленска

«Определение физических характеристик собственного тела»

(научно-практический проект)

Выполнили работу: Соляник Кристина Сергеевна,

Юрьева Софья Денисовна,

Сергеенкова Эвелина Олеговна,

учащиеся 8 класса В

Руководители: Емельянова Елена Сергеевна,

Львова Наталья Вячеславовна,

учителя физики МБОУ «СШ №9»

Смоленск 2020

Содержание

1.Введение………………………………………………………………………………………3

2. Исследовательская работа…………………………………………………………………..4

3. Теоретическая часть

3.1. Артериальное давление…………………………………..……………………………..5-6

3.2. Острота зрения…………………………………………………………………………..7-8

3.3. Температура……………………………………………………..…………………………9

3.4. Дыхательный объем и жизненная емкость легких……………..……………………....10

3.5. Сила мышц…………………………………………………………………….………11-12

3.6. Острота слуха………………….………………………………………………………….13

3.7. Время реакции……………………..……….……………………………………………..14

4. Заключение………………………………….………..……………………………………..15

5. Список литературы…………………………………………………………………………16

1. Введение

Иногда возникает необходимость измерить физические характеристики собственного тела, а под рукой не оказывается нужных приборов. Мы выбрали именно эту тему для того, чтобы показать, что существуют способы измерения без использования приборов. Эта тема заслуживает внимания, потому что вы можете попасть в такую ситуацию, в которой надо будет измерить, к примеру температуру, а термометра рядом нет существует способ измерения без него, об этом и не только мы расскажем в нашем проекте.

Проблема темы: современные школьники не смогут в экстремальной ситуации измерить какую – либо физическую величину собственного тела без специальных приборов.

Актуальность темы: в наше время не каждый человек может определить физическую величину своего тела при помощи даже специальных приборов. В нашей работе мы озвучим, как практически точно измерить характеристики своего тела подручными средствами. Ниже перечисленные способы являются легкими и с ними справится каждый.

Цель работы: познакомиться с физическими характеристиками, узнать какими приборами они измеряются и попробовать определить их без помощи специальных приборов.

Задачи:

1. Познакомиться с понятиями: «Артериальное давление, острота зрения, температура тела, дыхательный объем и жизненная емкость легких, сила мышц, острота слуха, время реакции».

2. Познакомиться с приборами для измерения этих понятий.

3. Узнать способы измерения этих характеристик без приборов.

4. Экспериментально измерить их без приборов.

Гипотеза:

Если научить людей способам измерения физических величин собственного тела без специальных приборов, то если произойдет какая-нибудь ситуация, в которой надо измерить одну из физических характеристик они смогут это сделать.

3

1. Исследовательская работа

Для того, чтобы выявить проблему по данной теме мы провели социальный опрос среди учащихся. Опрос состоял из данных вопросов:

1. Знаете ли вы, что такое острота зрения и слуха?

2. Знаете ли вы, что такое температура тела?

3. Знаете ли вы, что такое артериальное давление?

4. Знаете ли вы, норму артериального давления и температуры тела?

5. Знаете ли вы, какими приборами измеряются эти величины?

6. Знаете ли вы, способы измерения этих величин без приборов?

Результаты исследовательской работы

Из данных социального опроса мы можем сделать вывод, что современный школьник не сможет в экстремальной ситуации измерить какую – либо физическую величину собственного тела без специальных приборов.

4

3.Теоретическая часть

3.1Артериальное давление

Давление — физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно к этой поверхности. Силу, которая действует на тело перпендикулярно его поверхности, называют силой давления. Часто в задачах сила давления равна весу тела.

Артериальное давление - давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов.

Пульс (от лат. pulsus — удар, толчок) — толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с сердечными циклами. В более широком смысле под пульсом понимают любые изменения в сосудистой системе, связанные с деятельностью сердца, поэтому в клинике различают артериальный, венозный и капиллярный пульс.

Частота́ — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений или возникновения событий (процессов) в единицу времени. Рассчитывается, как отношение количества повторений или возникновения событий (процессов) к промежутку времени, за которое они совершены.

Артериальное давление определяется тонометром, а также его можно измерить без использования тонометра: по пульсу и с помощью математического маятника.

Тонометр-это медицинский прибор для измерения артериального давления.

Процедура проходит в несколько этапов:

1. Нужно принять удобное положение – присесть или, если есть возможность, прилечь, постараться расслабиться.

2. Для проведения замера понадобятся часы или мобильный телефон с секундомером.

3. Одежду следует расслабить, рукава закатить.

4. После этого левой рукой нужно нащупать точку пульсации на правой руке.

5. На протяжении 60 секунд тщательно отсчитывать частоту пульса.

Полученные цифры и позволят понять повышенное или пониженное у Вас давление. При снижении давления частота пульса может увеличиваться, а при повышении — уменьшаться.

Однако важно понимать, что частота пульса также напрямую зависит от индивидуальных особенностей организма. В нормальном состоянии она варьируется в пределах 60-90 ударов на протяжении минуты. Для представительниц прекрасного пола данный показатель несколько ниже и колеблется от 60 до 100 ударов в минуту.

Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящейся в поле тяжести Земли. Математический маятник – это идеализированная модель, правильно описывающая реальный маятник лишь при определенных условиях. Реальный маятник можно считать математическим, если длина нити много больше размеров подвешенного на ней тела, масса нити ничтожно мала по сравнению с массой тела, а деформации нити настолько малы, что ими вообще можно пренебречь. 5

Измерение артериального давления с помощью математического маятника

В качестве самого маятника отлично подойдет кольцо, обычная швейная иголка, гайка или скрепка. Линейка может быть любой – из металла, дерева или пластмассы.

Алгоритм замера выглядит следующим образом:

1. Нужно взять нитку длиной 15-20 см, продеть в нее скрепку, иголку или кольцо, на расстоянии примерно 7 см завязать узел. Линейка располагается непосредственно на руке человека, которому будут измерять давление, лучше всего левой. Она должна лежать таким образом, чтобы шкала с делениями начиналась от локтевого сгиба. В процессе измерения рукав можно не поднимать, это никак не влияет на информативность процедуры.

2. После этого — в правую руку нужно взять нить с маятником, поднести к линейке в области локтевого сустава и медленно переводить ее к зоне запястья человека. В этот момент следует быть предельно аккуратным и собранным, не разговаривать, не двигаться и не отвлекаться.

3. При проведении нити на определенном участке линейки маятник начинает раскачиваться в разные стороны. Это значит, что данная пометка на линейке указывает на показатель верхнего АД. Данное число необходимо умножить на 10. Например, если маятник определил цифру 15, то кровяное давление повысилось до уровня 150 мм. рт. ст.

4. Далее необходимо аналогичным образом померить нижнее АД. Для этой цели нить надо переместить на зону запястья и начинать двигать ею с этой стороны. Пометка на шкале, на которой начинает раскачиваться маятник, указывает на показатель нижнего артериального давления. Его также умножают на 10.

Данный способ измерения АД в домашних условиях без специального аппарата довольно легок и эффективен.

6

3.2 Острота зрения

Острота зрения — это способность глаза различать две точки при минимальном расстоянии между ними, то есть это показатель зоркости глаз. За норму принята острота зрения величиной в 1,0 (то есть 100 %). Человек может иметь остроту зрения больше нормы, к примеру, 1,2 или 1,5, но большинство имеет остроту зрения ниже нормы — 0,8, или 0,4, или 0,05 и так далее.

В домашних условиях можно в основном проверить лишь показатель остроты зрения, хотя стоит помнить, что это далеко не единственная важная характеристика человеческого глаза.

Фактически мы проверяем расстояние, с которого человек может чётко увидеть предмет. Так, человек с остротой зрения 1,0 сможет прочитать номер автомобиля с расстояния 40 метров, а для человека с остротой зрения в 0,4 это расстояние будет равно примерно 16 метрам.

Определяют остроту зрения по специальным таблицам с оптотипами, наиболее распространённой является таблица Головина-Сивцева — именно она висит в кабинетах офтальмологов. Распечатать и использовать такую таблицу можно и дома.

Таблицы для проверки остроты зрения

Таблицы для проверки остроты зрения составлен из однотипных знаков (оптотипов) разной величины — это могут быть буквы, кольца с разрывом в разных местах (кольца Ландольта) или картинки (для детей). Впервые такую таблицу разработал в 1862 году голландский офтальмолог Г.Снеллен — и она до сих пор используется за рубежом. В России применяется аналогичная таблица, разработанная советским офтальмологом Д.Сивцевым. Она включает буквы и кольца Ландольта.

Для изготовления таблицы используйте белую матовую бумагу. Размер каждого листа бумаги при печати должен быть А4, а ориентация — альбомная. Распечатав три листа, их нужно склеить между собой и прикрепить таблицу на стену так, чтобы 10-я строчка была на уровне глаз при проверке зрения.

Перед проверкой зрения таблицу нужно осветить лампой. Проверяем каждый глаз отдельно, один глаз прикрываем ладонью, а вторым «читаем буквы». Прикрытый глаз не зажмуривайте. Таблица должна быть на расстоянии 5 метров от глаз. На распознавание

знака должно уходить 2–3 секунды.

7

Численное значение остроты зрения равно численному значению буквы V в последней из строк, в которых вы не допустили ошибок сверх нормы.

Острота зрения считается полной, если в рядах с V=0,3–0,6 вы допустили при чтении не более одной ошибки, а в рядах с V0,7 — не более двух.

Если вы получили значение остроты зрения меньше 1,0, то есть вы не видите или видите не все буквы ниже условной 10 строчки, то тогда стоит пройти профессиональный осмотр у офтальмолога, где более подробно проверят характеристики вашего зрения — рефракцию глаза, глазное дно, функциональные и анатомические особенности зрительного аппарата.

Оптическая сила линзы — величина, обратная к фокусному расстоянию линзы, выраженному в метрах.

Одна диоптрия — это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м. Для собирающей линзы, оптическая сила будет положительной, а вот для рассеивающей линзы, она отрицательна.

Близорукость или миопия обуславливается тем, что изображение фиксируется перед сетчаткой, но не на ней, как это происходит у людей со 100% зрением. Вследствие этого все предметы, которые находятся вблизи, видны хорошо, а предметы вдалеке оказываются размытыми

Дальнозоркость или гиперметропия – это болезнь, при которой человек хорошо видит предметы вдалеке, а вблизи объекты размытые и нечеткие.

Можно часто наблюдать, как люди (особенно пожилые) для того чтобы почитать газету, отодвигают ее как можно дальше. Все это связано с тем, что:

происходят возрастные изменения;
укорачивается глазное яблоко;
хрусталик деформируется.

8

3.3 Температура

Температу́ра — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.

Термо́метр (греч. θέρμη «тепло» + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, и так далее

Почему при повышении температуры тела возрастает потребление кислорода, учащается дыхание? Сердце начинает работать быстрее , гоняя кровь по организму и разнося полезные вещества и кислород, при этом организм вырабатывает тепло. А учащение дыхания способствует охлаждению тела.

Простые способы измерения температуры
Самый простой и известный всем людям способ определить, повышена температура тела или нет - просто положить руку на лоб. Если лоб горячий - температура есть, если холодный - её нет. Точности от этого способа не добиться, да впрочем, и не требуется. Но мало кто знает, что более правильным способом является класть руку не на лоб, а на ямочки под коленями и на шею - именно эти места наиболее точно определяют температуру тела.

Есть и другой способ - подсчитать пульс человека при нормальной температуре, запомнить эту цифру. После этого посчитать пульс при предполагаемом повышении температуры.

Каждые десять "лишних" ударов в минуту означают, что температура поднялась на 1 градус.
Это связано с тем, что при высокой температуре у людей учащается пульс и дыхание. Приведенные выше коэффициенты справедливы для взрослого человека, для ребенка все гораздо сложнее - в зависимости от возраста у детей разный нормальный пульс, поэтому приходится пользоваться другими способами определения температуры без градусника. Например, можно определить по частоте дыхания - это легко сделать незаметно для пациента. Норма это около двадцати вдохов в минуту, если вдохов в минуту больше - это значит что у человека повышенная температура. Ну и конечно самыми яркими признаками лихорадочной (уже не просто повышенной, а повышенной до предела) температуры можно назвать бред, галлюцинации, судороги. В таком случае человеку

следует немедленно дать жаропонижающие средства и вызвать скорую помощь, не следует заниматься самолечением и считать что всё пройдет само.

9

3.4 Дыхательный объем и жизненная емкость легких

Дыхательный объем (ДО) - это объем воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при нормальном дыхании, равный в среднем 500 мл (с колебаниями от 300 до 900 мл).

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является одним из основных показателей состояния аппарата внешнего дыхания, широко используемым в медицине. Вместе с остаточным объемом, т.е. объемом воздуха, остающегося в легких после самого глубокого выдоха, ЖЕЛ образует общую емкость легких (ОЕЛ).

Дыхательный объем легких измеряется спирометром.

Спирометр-медицинский прибор для измерения объема воздуха, поступающего из легких при наибольшем выдохе после наибольшего вдоха.

Как с помощью воздушного шарика измерить объем легких

1. Надуйте воздушный шарик за 5 спокойных выдохов.

2. С помощью измерительной ленты или нити и линейки измерьте длину большой окружности шарика.

3. Опыт повторите три раза и рассчитайте   . Результат округлите до целых значений.

4. Объём шара   (1).

Длина большой окружности шарика   = 2∙π∙R = π∙D , откуда   (2), подставим формулу (2) в (1), получим   (см³) (3).

5. Рассчитайте объём шарика по формуле (3). Результат округлите до целых значений.

6. Вычислите дыхательный объём своих лёгких по формуле   (см³).

10

3.5 Сила мышц

Мышечная сила — это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противостоять ему за счёт мышечных усилий (напряжений).

Измерение силы кисти проводят ручным динамометром следующим образом:

· — обследуемый берет в руку динамометр (предварительно стрелка выводится в нулевое положение);

· — индикатор направлен в сторону ладони; рука выпрямляется вверх и в сторону, удерживается на уровне плеча;

· — ладонная поверхность с динамометром направлена вверх;

· — сжатие динамометра производится пальцами кисти с максимальной силой и скоростью в течение 2—3 с;

· — фиксируется положение стрелки индикатора, соответствующее силе кисти (килограммы);

· — сжатия выполняют 3 раза. Отдельно измеряется сила правой и левой кистей. Регистрируют наибольший результат.

Рассчитывается индекс относительной силы (ИС):

ИС-сила сильнейшей кисти/масса тела *100%

Норма: для мужчин — 65—80%; для женщин — 45—50%.

На основании сведений о поле, возрасте и росте обследуемого производят оценку силы кистей рук относительно статистической нормы

11

У мужчин:

У женщин:

12

3.6 Острота слуха

Острота слуха (англ. auditory acuity) — чувствительность слухового анализатора, характеризуется абсолютным и разностным (дифференциальным) порогами слуховых ощущений.

Остроту слуха, причем для правого и для левого уха по отдельности, измеряют в поликлиниках и в других медицинских учреждениях с помощью аудиограммы. Методика простая. На голову надевают наушники, подсоединенные к генератору сигналов со звуковой частотой. После этого начинают подавать, например, на правое ухо очень слабый сигнал низкой частоты. Человек такой сигнал не слышит. Постепенно, не меняя частоту этого очень низкого звука, увеличивают его интенсивность. И как только человек услышит звук, он нажимает на кнопку. Соответствующее значение (частота в герцах и интенсивность звука в децибелах) наносится на диаграмму. Затем частоту звука увеличивают. И так доходят до высоких частот с шагом от 125 до 2000 Гц. После чего повторяют процедуру для левого уха.

Работая над темой, мы нашли в интернете видео, которое поможет нам измерить остроту слуха в домашних условиях. Сейчас мы это продемонстрируем.

13

3.7 Время реакции

Время реакции (ВР) — основной поведенческий параметр в экспериментальной психофизиологии. Оценивает время от стимула до реакции (обычно момента начала).

Измерение времени реакции

Партнёр (или сам испытуемый) держит линейку (не менее 30 см длиной) над кистью, пропустив её слегка между указательным и средним (или большим) пальцами. Линейка свободна, пальцы не прижаты. Удобно, когда между ними находится нулевое деление линейки. Неожиданно партнёр отпускает линейку, а задача испытуемого быстрее сжать пальцы, поймав её. Чем медленнее он прореагирует, тем ниже упадёт линейка и большее расстояние пролетит. Скорость реакции можно выразить и в условных единицах (сантиметрах, метрах), зафиксировав значение на линейке между зажатыми пальцами, а можно рассчитать время падения по формуле:

t = √(2h/g), (g ≈ 10 м/с² - ускорение свободного падения).

Можно окрасить различные части линейки в разные цвета и сделать подписи "хорошая реакция", "отличная реакция", "плохая реакция".

14

4.Заключение

В нашей работе мы рассказали о самых популярных и практичных способах измерения физических характеристик своего тела в экстремальных ситуациях без помощи специально предназначенных для этого приборов.

Таким образом, наша гипотеза подтвердилась, ведь если научить людей способам измерения физических характеристик тела без приборов, то они смогут ориентироваться в экстремальных ситуациях.

15

5.Список литературы

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0

https://interneturok.ru/subject/physics/class/8

http://fizikahelp.ru/info/6_formuli8klass.html

https://zakon-oma.ru/formuly-po-fizike-9-klassa.php

https://yandex.ru/search/?text&lr=12&clid=2186621&rq=1

16