Текст №1.10 (Механика)

Человеческое тело испытывает достаточно большую механическую нагрузку от собственного веса и от мышечных усилий, возникающих во время трудовой деятельности. На примере тела человека можно проследить все виды деформации. Позвоночный столб, нижние конечности, покровы ступни испытывают деформацию сжатия; деформации растяжения – верхние конечности, связки, сухожилия, мышцы; изгиба – позвоночник, кости таза, конечностей; кручения – шея при повороте головы, туловище в пояснице при повороте, кисти рук при вращении и т.д.

Модуль упругости для кости или сухожилия при растяжении очень велик, а для мышц, вен, артерий он очень мал. Предельное напряжение, разрушающее кость плеча, около 8∙10⁷ Н/м², а кость бедра - около 13·10⁷ Н/м². Соединительные ткани в связках, в лёгких обладают большой эластичностью, например, затылочная связка может быть растянута более, чем вдвое. Сопротивление кручению очень быстро возрастает с увеличением толщины, поэтому органы, рассчитанные на выполнение крутильных движений, как правило, длинные и тонкие (шея птицы, тело змеи). В технике, учитывая деформацию изгиба, сплошные брусья заменяют трубами. Трубчатое строение имеют стебли быстрорастущих растений – злаков, зонтичных. Молодые неокрепшие листья злаков всегда свёрнуты в трубочку.

Прочность костей и тканей животного пропорциональна площади их сечений. Галилео Галилей писал: «Кто не знает, что лошадь, упав с высоты трёх – четырёх локтей, ломает себе ноги, тогда как собака при этом не страдает, а кошка остаётся невредимой, упав с восьми – десяти локтей, точно так же сверчок, упавший с верхушки башни, или муравей, упавший на землю хотя бы из лунной сферы». При уменьшении размеров падающего тела увеличивается сила торможения его о воздух (на единицу массы), а прочность костей и сила мышц возрастают (также на единицу массы). Сравнивать прочность костей лошади и кошки при их падении не совсем верно, так как у них разное строение тела, в частности различны амортизирующие приспособления, смягчающие толчки при ударах. Более правильно было бы сравнивать тигра, рысь и кошку. Самой «прочной» оказалась бы кошка!

Выполните задания к тексту:

1. По данному тексту составьте краткий рассказ и план ответа с использованием таблиц, схем, графиков, рисунков, пояснительных чертежей и т.п.

2. Дайте определение физических терминов, встречающихся в тексте, объясните их физический смысл.

3. Какая информация из текста может быть для Вас полезна в повседневной жизни?

4. На основании каких физических законов можно объяснить описанное в тексте явление (процесс)? От каких факторов (параметров) и как зависит протекание описанного в тексте явления (процесса)? Что изменится в протекании явления, если изменить тот или иной параметр?

5. Если в тексте идет речь о нескольких объектах (явлениях, процессах): Что общего в описании различных объектов (явлений, процессов) в этом тексте? Чем они отличаются?

6. Какие известные Вам явления (процессы) описываются теми же физическими законами (подчиняются тем же закономерностям) или характеризуются теми же физическими величинами?