Экспериментальные задачи

      ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

1)Рассчитать, какую работу совершают мои икроножные мышцы при подъёме на четвёртый этаж здания.

При подъёме на четвёртый этаж совершается работа икроножных мышц

А=  FS, где

S= H  - высота всего здания  ( 4 этажа)

h  = 3м- высота одного этажа , отсюда высота всего здания  H= 3м ×4 = 12м

F- мышечная сила при ходьбе, осуществляет подъем тела и приложена к выступу пяточной кости. Найдем её из правила равновесия рычага.

 Для этого измерим:

1) Длину стопы d2=24  см = 0,24 м

2) Расстояние от фалангов пальцев до центра таранной кости  d1=16 см =0,16м

3) Моя масса равна m= 60 кг, вес моего тела , приложенный к таранной кости  можно найти по формуле  P=mg,

где   g= 9,8Н/кг ≈10Н/кг - ускорение свободного падения, тогда Р =60 кг×10Н/кг= 600Н

4) Запишем формулу равновесия рычага и найдём силу икроножных мышц

FP = d1d2, отсюда F=  P×d1d2= 600Н×0,16м0,24м=400Н

5) Рассчитаем работу икроножных мышц при подъёме на четвёртый этаж

А= 12м× 400 Н =  4800 Дж = 4,8 кДж

2)Рассчитать силу собственных мышц при удержании на вытянутой руке груза массой 3 кг, если учитывать, что масса плеча и предплечья  равны.

Человеческий организм и его действия так же интересны для физики, как и любые другие окружающие нас  природные явления и предметы.

Опорно-двигательный аппарат человека можно рассматривать как систему рычагов. Для расчёта силы собственных мышц при удержании груза на вытянутой руке воспользуемся правилом равновесия рычага.

Для этого мне необходимо было измерить плечи сил:

 d1- см = 0, 37м это расстояние от локтя до  предплечья      

 d2 =60 см =  0,6м -  это  расстояние от предплечья до середины ладони

Известно, что груз, который удерживает рука имеет массу m= 3кг, тогда

F2- сила, поддерживающая груз (приложена к кисти руки)

F2=mg , где  g= 9,8Н/кг ≈10Н/кг - ускорение свободного падения на Земле

F2=3кг×10Н/кг = 30 Н

F1-сила мышц, сгибающих предплечья (сила бицепса), она преодолевает сопротивление собственного веса предплечья. При её сокращении происходит сгибание руки в плечевом и локтевом суставе. Известно, что массы плеча и предплечья одинаковые.

Запишем правило равновесия рычага     F1F2 =d2d1  отсюда сила собственных  мышц

удерживающих груз определяется по формуле:  F1= F2 × dd1 

        рассчитаем эту силу   F1=30н×0,6м0,37м  =        48,6 Н

Ответ: сила собственных  мышц составляет 48,6  Н