Інфразвук. Вібрації.

Коливання з частотою меншою від 16 Гц називають інфразвуками. Інфразвук негативно діє на організм людини Звук з частотою 2...15 Гц й інтенсивністю 105 дБ на 10% сповільнює зорову рецепцію. Інфразвук спричиняє біль голови, підвищує втомлюваність, знижує працездатність. Інфразвук з частотою 7 1 ц негативно діє на серце.

З'ясувалося, що частота зміни біопотенціалів у слуховому нерві збігається з частотою діючого звуку. Це означає, що будь-яке коливання, яке надходить в органи слуху, потрапляє також у мозок. Низькочастотні сигнали, імовірно, змінюють нормальні ритми мозку І тому пригнічують психіку.

Із зменшенням частоти інфразвуку негативні симптоми посилюються, виникає біль у хребті. Негативну дію Інфразвуку пов'язують з тим, що різні внутрішні органи людини коливаються з частотою, яка входить у діапазон інфразвукових частот. Вочевидь, збігання частот інфразвуку з резонансними частотами коливань внутрішніх органів спричиняє його негативну дію на організм.

Вібрації — це коливання твердого тіла біля положення рівноваги. Їх характеризують частотою та амплітудою. Коливання, які поширюються в тілі, зумовлюють у тканинах організму змінні напруження (стиск, розтяг, зсув, прогин, кручення). Внаслідок тривалої дії вібрацій порушуються фізіологічні функції, виникає вібраційна хвороба – судинні порушення (капілярний кровообіг), функціональні порушення центральної нервової системи, кісткові ушкодження, порушення функцій внутрішніх органів і т. ін.

Лекція 2

Тема: Основні поняття біореології та гемодинаміки

Вміти:

• описати механізм виникнення внутрішнього тертя в рідинах;

• назвати основні реологічні характеристики рідин сформулювати їхній фізичний зміст і назвати одиниці вимірювання;

• пояснити відмінність між ньютонівськими і неньютонівськими рідинами;

• охарактеризувати реологічні особливості крові;

• математично довести характер зміни швидкості рідини в перерв трубки (судини) і величину об'ємної швидкості;

• пояснити характер руху крові в судинній системі за різних умов;

• експериментально визначати коефіцієнт в'язкості рідини.

Вступ

Реологія вивчає плинність рідких і газоподібних речовин, а також процеси, пов'язані Із залишковими деформаціями у твердих тілах. Плинність біологічних рідин (крові тощо) вивчає біореологія. З гідродинамічної точки зору головними реологічними характеристиками крові є ефективна в'язкість і швидкість осідання еритроцитів.

Основні поняття реології.

Основною реологічною характеристикою рідин і газів є в'язкість або внутрішнє тертя.

В'язкість визначається силами тертя між шарами газу або рідини, що переміщаються паралельно один до одного з різними за модулем швидкостями. З боку шару, котрий рухається швидше, на шар, який рухається повільніше, діє прискорююча сила. Навпаки, шар, що рухається повільніше, гальмує шари, які рухаються швидше. Сили тертя, що виникають при цьому, спрямовані по дотичній до поверхні дотику шарів. Це явище можна спостерігати в досліді, під час якого шар рідини перебуває між двома паралельними пластинами.

Рідина дотикається до обох пластин, товщина її шару Δх. Нижня пластина закріплена. Рідина в'язка і прилипає до обох пластин, тому шар рідини, який безпосередньо межує з пластиною, не рухається відносно неї. Прикладемо до верхньої пластини горизонтальну силу F, під дією якої пластинка буде рухатись зі швидкістю V. Внаслідок "прилипання" верхній шар також рухатиметься зі швидкістю V. Він впливає на сусідній шар, зумовлюючи його рух, але з дещо меншою швидкістю. Кожний шар надає рух з меншою швидкістю шару, що лежить під ним, і так аж до нерухомого нижнього шару. Якщо швидкість V достатньо мала, то такий рух називають ламінарним, тобто окремі шари рідини не змішуються.

Вивчаючи внутрішнє тертя, Ньютон виявив, що сила тертя між шарами рідини, які рухаються з різними швидкостями, залежить від площі дотику шарів і зміни швидкості при переході від одного шару до іншого (градієнт швидкості). Градієнт швидкості визначається відношенням зміни швидкості руху двох шарів до найменшої відстані між ними:

= = ^-1

Сила внутрішнього тертя визначається так:

де — коефіцієнт пропорційності, який залежить від виду рідини, її температури, тиску і називається динамічною в'язкістю.

Швидкість руху молекул усередині речовин залежить від температури, отже, в'язкість є теж функцією температури. В'язкість рідини зменшується зі збільшенням температури, а зі збільшенням тиску — зростає. Користуючись формулою Ньютона, можна сформулювати фізичний зміст коефіцієнта в'язкості: дорівнює силі в'язкості, що виникає між двома шарами рідини при одиничному градієнті швидкості і одиничній площі дотику шарів рідини. Одиницею вимірювання коефіцієнта в'язкості є:

Відношення коефіцієнта динамічної в'язкості до густини рідини або газу називається

кінематичною в'язкістю (V ):

Величина, обернена до , називається коефіцієнтом плинності. Отже, ми розглянули реологічні характеристики — в'язкість і градієнт швидкості, або швидкість зсуву. Відношення сили тертя до площі взаємодіючих шарів рідини називається напругою зсуву (вектор F_зс лежить на площині S):

Формула Ньютона матиме вигляд: